GNSS 频率指南 - LABSAT 3 WIDEBAND

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本文是 LabSat 3 Wideband 内部网络服务器的预览,专门用于轻松设置您的 GNSS 测试计划。此“GNSS 频率指南”也可单独用作 GNSS 频率选择工具或 GNSS 信号位置查询表。

选择您的带宽要求 - 选择您所需的频率 - 查看可用的量化等级。

 
选择信号显示
 
 
 
GPS 
   
     Gallileo
   
     GLONASS
   
     北斗
   
     其他
   
显示单个信号

选择带宽
10 MHz    30 MHz    56 MHz   

选择信号频带
1 频带    2 频带    3 频带

信号量化
Current quantization:


中心频率
移动上方图表中的彩色带宽方框可更改中心频率(按住鼠标左键向左或向右拖动)
频带 1: 1575Mhz-1575Mhz
1575Mhz
频带 2: 1575Mhz-1575Mhz
1575Mhz
频带 3: 1575Mhz-1575Mhz
1575Mhz

示例:

  • 1) 选择信号显示:包括“显示单个信号”在内的所有信号。
  • 2) 选择“56MHz”带宽。
  • 3) 选择一个信号频带“1 频带”。
  • 4) 注意量化为 3 位。
  • 5) 移动红色方框以选择中心频率。
  • 6) 选择不同的带宽/通道来了解全部能力。

 

带宽设置

LabSat 3 Wideband 有三种带宽设置。56MHz、30MHz 和 10MHz。

GNSS 信号的带宽各不相同,例如 GPS L1 C/A 编码信号的带宽为 24MHz。但由于信号设计的原因,9.66MHz 的带宽将能捕获足够的数据让所测试的接收器进行信号采集、追踪和导航,就如同使用 LabSat 3 单星座、双星座和三星座装置。

诸如 Galileo E1 PRS 信号等具有不同信号设计的其它信号,拥有 46MHz 的带宽,以及涵盖整个带宽的信号设计。

许多其它信号拥有与 GPS L1/L2 P 编码和 M 编码类似的要求。LabSat 3 Wideband 专门设计用于捕获所有这些信号。

频率设置:

LabSat 3 Wideband 专门设计用于捕获和回放高位 L 波段 (1559 - 1610Mhz)和低位 L 波段 (1164 - 1300MHz) 的 GNSS 信号。

量化设置

LabSat 3 Wideband 可在以下量化等级录制和回放 GNSS 信号:

  • 3 位(3 位 I + 3 位 Q)
  • 2 位(2 位 I + 2 位 Q)
  • 1 位(1 位 I + 1 位 Q)

生产和下线测试

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经济高效且可靠的 GPS 装置生产测试/下线测试。

在当今竞争激烈的 GPS 市场,产品故障的成本极具破坏性。大量退货或支持电话会损害您的声誉,并造成昂贵的时间损失和装置维修成本。

GNSS(全球导航卫星系统)产品和应用的现场测试,通常不可靠、主观性强且难于复制。此外,人工模拟也无法对真实世界环境进行测试。

LabSat 记录和回放融合了此两种方法的优点,可在实验室内进行可重复和一致性的测试。设计方案进入生产阶段后,LabSat 仍可发挥重要作用。

可靠性和可重复性在下线生产测试和验证阶段同样至关重要。通过采用从 GNSS 接收验证至“记录和回放”全功能测试在内的测试流程,可保持一致的标准。

为何采用记录和回放而非实时天空或转播 GPS 信号?

LabSat 记录和回放在生产线测试的可重复性和可靠性方面,较实时天空和信号转发器有重大优势。

实时天空和转发信号会包含 GNSS 系统和周边干扰产生的信号错误,十分难于辨别。通过使用 LabSat 场景文件(记录的 GNSS 文件),可确保信号的一致性。还可使用人工生成的场景,以协助确保 GNSS 测试信号的逼真性。

如何将记录和回放用于产品支持?

使用记录和回放支持您的 GNSS 产品,可节省资金和时间。例如,LabSat 可用于轻松地测试装置的功能,以及确认装置故障。

LabSat 还可用于验证 GNSS 修复质量和固件升级。该系统搭配 SatGen 信号生成模拟软件后,可充分展现自身的灵活性。这种成本适当的组合,意味着您可复制任何地点、任何时间和具有任何动态效果的简短场景,从而重建产生问题的状况。它利用谷歌地球重建路径,然后 SatGen 将 kml 文件转换成 LabSat 场景,以快速诊断装置故障。

我能遥控操作 LabSat 3 吗?

LabSat 3 配备以太网接口,可通过局域网 (LAN) 遥控操作。遥控操作通过 Telnet 协议以简单的文本命令完成。

对于希望以 C# 程序语言控制 LabSat 3 的用户,可使用 Microsoft Dot Net API以编程方式访问通过 LAN 连接的 LabSat 3 的功能。

若需包含参考手册和代码示例,以及用于查看命令示例的应用在内的信息包,请联系您当地的 LabSat 分销商或联系 labsat@racelogic co.uk。

循环模拟的难易程度如何?

LabSat 3 包含循环等功能,可让您不断重复同一场景。用户可指定要无限次重复的场景。此项高级功能可让生产线测试场景自动重复。

我需要何种 GPS 测试系统?

即使公司在世界各地拥有不同的测试设施,保持流程一致也十分重要。由于 LabSat 系列的每种型号均拥有两种不同版本,因此很容易能既确保对测试的控制,又确保“记录和回放”型号的经济效益。

LabSat 产品包括“记录和回放”和“仅回放”型号 — 通过在您的主要研究设施内投资 LabSat 记录和回放装置,可轻松创建标准场景,并部署至其他中心。

对于生产设施,更加经济实惠的 LabSat 仅回放型号,可在下线生产测试中回放选定的场景。“仅回放”型号还可安装至支持和维修设施内,用于装置诊断和维修测试。

GPS和视频同步

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如何通过同步视频更好地了解GNSS(全球导航卫星系统)测试的外部环境

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在测试GNSS产品如导航设备的过程中,其主要问题在于要了解外部环境对于您的设备将会产生何种影响。测试中,为什么会在某一特定位置上出现数据漏失或多径反射现象,是什么导致这种状况?

当造成这些状况的原因尚不甚明晰时,很难研发并改进GNSS设备。然而,如果您能够彻底了解为什么会产生故障,研发过程将会顺利许多。

Video VBOX和LabSat共同打造同步视频

Video-VBOX

解决这个难题的方法之一就是在测试的同时记录视频,因为它能让工程师们观测到测试环境,帮助他们了解部分测试结果的成因。然而,在回放过程中,视频很容易和受测试设备不同步,从而引发困扰。

LabSat GNSS记录仪、回放仪及模拟器的一大特点在于,它们能够在记录GNSS射频数据的同时进行视频记录。这一功能通过使用强大的Racelogic Video VBOX实现,它包含最高4台子弹型摄影机、可实现多源数据记录、并将数据以图形的方式瞬间叠加到视频上。

这对于GNSS设备测试有何意义?

如果您是研发人员,这就意味着您可以在记录GPS和GLONASS射频数据的同时录制您的测试过程、实现同步回放、并同时将图形叠加到视频中。这就为您提供了一个独特的观测角度,让您能观察到信号记录的源头,是您研发以GNSS为基础的系统的理想选择。它还能让您在展览或培训过程中展示您的产品。

LabSat能通过SatNav和同步Video VBOX视频重现试驾过程,并为研发人员提供记录过程中的现实环境状况信息。

如何设置视频和数据同步?

只需将Video VBOX与LabSat一起放入受测车辆内,让其内部的GPS引擎的时间戳显示在视频中,就能在工作台回放测试过程时让射频数据与视频达到同步。您不仅能获得完美的同步视频,更能在录制过程中将GNSS数据(以及其他数据源)以图形形式叠加在画面上。

之所以能够做到这一点,是因为LabSat包含一个内部GPS引擎,该引擎与射频输出频道相连接。因此,在回放过程中,该GPS引擎会跟踪原始记录中所包含的卫星信号,而引擎中发出的时间戳将通过独立的串联电路传输到PC中,继而与显示在视频数据中的UTC时间实现自动同步。

您可以让视频暂停、快进或后退,当您再次按下播放键时,视频就会自动跳到新的同步位置。

强大的测试环境

由于Video VBOX还是一个自带CAN(控制器局域网)的数据记录仪,您将可以同时记录多种其他信号,并将这些信号叠加到视频中,继而打造出一个非常强大的测试环境。用户可以通过RACELOGIC的附带软件对所有叠加的图形进行个性化设置。

观看与GPS/GLONASS射频回放完美同步的视频能为工程师提供宝贵的信息,让他们了解录制过程中所遇到的实际环境状况。

联系我们联系我们并与我们商讨您的经销申请,我们将非常乐意为您提供更多信息,为您选择最适合您需求的系统。阅读了解更多关于新款独立LabSat 3 GPS 模拟器信息。

 

接收器灵敏度测试

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GPS 测试中的一项重要因素是接收器的灵敏度。主要测试内容是捕获灵敏度和跟踪灵敏度。一般而言,地基天线接收到的 RF(射频)功率水平介于 -125dBm 至 -150dBm 之间,具体取决于环境因素。

为产生此范围内的极低 RF 功率水平,有必要采用外部无源衰减器来降低 LabSat 输出功率。如此以来,信号水平可被降至所需范围,并具有最低的附加噪声。衰减器的实测值应由用户确定,以适合待测试的设备,但作为一项指南,两个并用 20dB 衰减器(共计 40dB)可提供的 RF 功率范围约为 -125 至 -155dBm。

尽管用户记录的 RF 信号可以此方式用于测试,但建议的方法是使用 SatGen 软件所创建的计算机生成模拟文件。这是因为 SatGen 创建的文件会包含具有恒定信噪比的“纯”GPS 信号。用户记录的场景会包含记录时出现的额外噪声以及不断变化的信噪比,难于进行对比。

图片:采用 SatGen 所创建 GPS 信号的 RF 功率水平输出示例。-85dBm 至 -115dBm 的范围对应于标准 LabSat 输出范围。

通过在回放过程中调节衰减滑块,RF 功率输出水平可从 -85dBm 降至 -115dBm。

但由于 -85 至 -115dBm 的范围高于背景噪声水平,GPS 信号对于 GPS 接收器始终可见,因此测得的 C/NO dBHz 水平对于滑块衰减几乎没有关联性。降低 LabSat RF 水平就会发现 C/NO 存在一定程度的下降,但并非线性下降。

为 LabSat 添加 40dB 外部衰减,会将 RF 功率降至大约 -125dBm 至 -155dBm 的范围。该范围与 GPS 天线在户外接受的 RF 水平一致,并低于背景噪声水平。以此方式降低信号后,就可对 C/NO 实现更充分的线性控制。

上表所示为使用 LabSat 输出上的多种外部衰减器,以 UBLOX GPS 引擎测得的 C/No 值。对于每项外部衰减器值,LabSat RF 水平均按 5dB 的步阶变化。

根据表中所示,信噪比控制的线性度随着外部衰减的增加而改善。但如果外部衰减远高于 40dB,内部可用的滑块范围就会减少。

左侧屏幕截图所示为 UBLOX U-Center 软件的输出示例。GPGSV NMEA 信息会打开,以显示每颗卫星的 C/NO 水平。

UBLOX TIM-LA 装置采用以下设置进行测试:

  • LabSat
  • 使用 SatGen 生成的静态场景
  • 2 个 20dBm 衰减器 (Minicircuits VAT-20W2)

针对 TIM-LA,UBLOX 数据表采用 -138dBm 用于捕获灵敏度,-146dBm 用于跟踪灵敏度。使用上述设置,进行以下测量:

通过频谱分析仪对无衰减 LabSat 输出进行的基线测量得到 LabSat 计算值。测得的值使用 40dB 外部衰减器和滑块值进行加总,以获得估算的 RF 功率。

从中可以看出,根据用频谱分析仪进行的相对粗糙的校准,可获得接收器灵敏度的合理近似值。在试用时,建议用户采用专用 RF 功率计以得到更精确的读数,进而说明线缆与衰减器存在的偏差。