德思特案例 | Skydel GNSS仿真引擎助力多所高校實(shí)現(xiàn)GNSS仿真測(cè)試教育

來(lái)源：德思特測(cè)量測(cè)試德思特案例| Skydel GNSS仿真引擎助力多所高校實(shí)現(xiàn)GNSS仿真測(cè)試教育

目前高校研究機(jī)構(gòu)很難擁有用于定位、導(dǎo)航和定時(shí)（PNT）的測(cè)試和模擬工具，衛(wèi)星導(dǎo)航相關(guān)的教育基本都是通過(guò)教科書(shū)或基于Matlab代碼編程進(jìn)行研究，沒(méi)辦法讓學(xué)生進(jìn)行相應(yīng)的實(shí)踐、實(shí)操練習(xí)。而GNSS仿真測(cè)試解決了這一問(wèn)題，學(xué)生們可以利用GNSS模擬器進(jìn)行測(cè)試，從而培養(yǎng)出將來(lái)他們?cè)?a target="_blank">公司或研究機(jī)構(gòu)工作中非常有價(jià)值的實(shí)踐技能，所以GNSS仿真測(cè)試在當(dāng)今的教學(xué)研究中也非常重要。

密涅瓦（Minerva）學(xué)術(shù)合作項(xiàng)目助力PNT研究的進(jìn)步，并與各高校建立可持續(xù)的合作伙伴關(guān)系，共同開(kāi)發(fā)未來(lái)的PNT技術(shù)和解決方案，提供強(qiáng)大的Skydel GNSS仿真引擎，為高校提供專(zhuān)門(mén)的合作伙伴計(jì)劃，其中包括全頻率、全星座的永久Skydel模擬引擎許可和臨時(shí)的學(xué)生許可。

韓國(guó)建國(guó)大學(xué)合作項(xiàng)目

韓國(guó)政府準(zhǔn)備發(fā)射新的全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，所以韓國(guó)高校進(jìn)行GNSS教育和研究也迫在眉睫。市面上大多數(shù)GNSS模擬方案都有極高的成本，并且基于專(zhuān)有的系統(tǒng)受限。而在研究項(xiàng)目中，更需要對(duì)設(shè)想階段和后續(xù)實(shí)施階段都沒(méi)有限制約束的工具，從而促進(jìn)在研究中迸發(fā)創(chuàng)造力。在這方面，基于SDR的軟件定義架構(gòu)——GNSS仿真引擎Skydel具有獨(dú)一無(wú)二的優(yōu)勢(shì)，將其作為衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)研究和教學(xué)開(kāi)發(fā)中非常有用且無(wú)限制的工具對(duì)于高效教育是非常有意義的。

韓國(guó)建國(guó)大學(xué)選擇Skydel GNSS仿真引擎來(lái)推動(dòng)GNSS的工程教育和學(xué)生研究，實(shí)現(xiàn)對(duì)多個(gè)課題的探索：

Multi-GNSS和PP（混合GNSS）

該課題研究的是通過(guò)與其他導(dǎo)航系統(tǒng)衛(wèi)星相結(jié)合，提高校正精度的技術(shù)。

綜合導(dǎo)航

該課題是對(duì)衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)與慣性導(dǎo)航系統(tǒng)集成所需的綜合技術(shù)進(jìn)行研究和仿真。它的技術(shù)在于開(kāi)發(fā)和應(yīng)用仿真工具在實(shí)驗(yàn)室中獲得與實(shí)際真實(shí)環(huán)境相似的測(cè)試結(jié)果。

實(shí)時(shí)仿真

該課題是對(duì)開(kāi)發(fā)仿真技術(shù)和實(shí)時(shí)測(cè)試工具的研究，研究最小化導(dǎo)航信號(hào)生成時(shí)間的技術(shù)以及實(shí)時(shí)生成導(dǎo)航信號(hào)所需位置坐標(biāo)的輸入方法和條件。這項(xiàng)技術(shù)對(duì)于未來(lái)在室內(nèi)實(shí)施衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)至關(guān)重要。

實(shí)時(shí)測(cè)試（HIL）

沒(méi)有人能夠評(píng)估當(dāng)前導(dǎo)航系統(tǒng)的質(zhì)量，也無(wú)法對(duì)其進(jìn)行認(rèn)證。本研究課題旨在開(kāi)發(fā)未來(lái)實(shí)現(xiàn)韓國(guó)衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)所必需的驗(yàn)證和認(rèn)證技術(shù)。

KASS和KPS

KASS是韓國(guó)的星基增強(qiáng)系統(tǒng)，KPS是韓國(guó)的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，韓國(guó)預(yù)計(jì)未來(lái)將對(duì)這兩個(gè)系統(tǒng)的利用和應(yīng)用進(jìn)行大量的研究和開(kāi)發(fā)。該課題將使用Skydel的自定義信號(hào)功能來(lái)實(shí)現(xiàn)這方面的基礎(chǔ)研究。

韓國(guó)建國(guó)大學(xué)信息與電信研究生院的Hans Kim博士反饋到：“當(dāng)我第一次將Skydel作為一種教育工具進(jìn)行介紹時(shí)，學(xué)生們認(rèn)為學(xué)習(xí)使用它是比較困難的。然而，在適應(yīng)了視角、理解了結(jié)構(gòu)之后，他們意識(shí)到學(xué)習(xí)使用Skydel是非常簡(jiǎn)單方便的，他們現(xiàn)在可以很流暢地利用Skydel體驗(yàn)衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的開(kāi)始和結(jié)束。在這之前，他們只在理論上研究過(guò)，并沒(méi)有實(shí)操的機(jī)會(huì)。所以學(xué)生們對(duì)利用Skydel進(jìn)行GNSS仿真測(cè)試很感興趣，希望可以很好地繼續(xù)使用這個(gè)工具。”

印度奧斯曼尼亞大學(xué)合作項(xiàng)目

無(wú)論是消費(fèi)類(lèi)設(shè)備、復(fù)雜硬件還是集成軟件的開(kāi)發(fā)，印度的科技創(chuàng)新者都在逐步接觸定位和導(dǎo)航仿真技術(shù)，以應(yīng)對(duì)地區(qū)、國(guó)家和國(guó)際社會(huì)經(jīng)濟(jì)進(jìn)步的挑戰(zhàn)。

奧斯馬尼亞大學(xué)自2021年以來(lái)一直在充分利用Skydel GNSS仿真引擎來(lái)推進(jìn)他們的研究項(xiàng)目。目前，奧斯馬尼亞大學(xué)已經(jīng)構(gòu)建了一個(gè)高度復(fù)雜的GNSS仿真教育計(jì)劃，旨在為工程專(zhuān)業(yè)的學(xué)生創(chuàng)造更多未來(lái)的機(jī)會(huì)，讓學(xué)生們有能力從事任何與GNSS信號(hào)有關(guān)的設(shè)計(jì)、開(kāi)發(fā)或研究項(xiàng)目。

奧斯馬尼亞大學(xué)首席科學(xué)家兼導(dǎo)航電子研究和培訓(xùn)部主任Laxminarayana教授說(shuō)：“我們需要一個(gè)模擬器來(lái)理解信號(hào)結(jié)構(gòu)、開(kāi)發(fā)新的和定制的信號(hào)，以及在不同環(huán)境條件下對(duì)接收器或新設(shè)計(jì)的信號(hào)進(jìn)行全面評(píng)估。Skydel GNSS仿真引擎不僅可以幫助我們理解GNSS系統(tǒng)的信號(hào)結(jié)構(gòu)，而且還可以教我們CDMA、FDMA等通信的基礎(chǔ)知識(shí)、先進(jìn)的調(diào)制技術(shù)，如BOC、CBOC、 MOBC、數(shù)據(jù)編碼、解碼，還有距離計(jì)算和車(chē)輛動(dòng)力學(xué)建模等知識(shí)?！?/p>

Laxminarayana教授指出，正在使用Skydel GNSS 仿真引擎進(jìn)行博士研究的學(xué)生在最近的兩次會(huì)議上發(fā)表了三篇論文：

—《基于慣性傳感器測(cè)量的NavIC軟件接收機(jī)的定位性能評(píng)估》——于2022年5月在第29屆圣彼得堡綜合導(dǎo)航系統(tǒng)國(guó)際會(huì)議上發(fā)表。

—《使用矢量延遲鎖環(huán)的NavIC軟件接收機(jī)的魯棒導(dǎo)航》——于2021年12月在ICTACEM 2021國(guó)際理論、應(yīng)用、計(jì)算和實(shí)驗(yàn)力學(xué)會(huì)議上發(fā)表。

—《使用低成本射頻前端的IRNSS L5信號(hào)的GNSS SDR性能》正在接受《導(dǎo)航雜志》（由美國(guó)導(dǎo)航研究所出版）的審查。

目前奧斯曼尼亞大學(xué)正在計(jì)劃新的課程，展示GNSS接收器的能力，以及如何使用模擬數(shù)據(jù)全面評(píng)估算法。

結(jié)論

Skydel GNSS仿真引擎是一種創(chuàng)新的軟甲定義架構(gòu)，它利用軟件、高級(jí)顯卡（GPU）和軟件定義無(wú)線(xiàn)電（SDR）為GNSS測(cè)試提供了更強(qiáng)大的現(xiàn)代方法。您將能夠構(gòu)建自己的自定義信號(hào)，并通過(guò)我們的開(kāi)源插件功能連接到其他系統(tǒng)和設(shè)備（即傳感器、IMU等）。此外，由于Skydel GNSS仿真引擎利用COTS硬件（GPU、NIC、SDR），因此它是世界上唯一可以獨(dú)立于硬件運(yùn)行的GNSS仿真解決方案。

審核編輯 黃宇