中冀聯(lián)合高動態(tài)GPS衛(wèi)星信號模擬器

1、 GNSS-5000A多通道GPS模擬器用戶手冊V1.0    GNSS-5000A多通道GPS模擬器用戶手冊          深圳市中冀聯(lián)合技術股份有限公司目 錄1 GNSS-5000A模擬器簡介11.1 GNSS-5000A模擬器11.2 GNSS-5000A模擬器外觀12 主要指標及測試圖22.1 主要特點22.2 性能指標22.3 定位測試結果圖43 模擬器操作過程43.1 硬件設置43.2 軟件操作43.3 運行場景93.4 模擬器狀態(tài)查看11

2、3.4.1 Satellite Data113.4.2星空圖113.4.3 NMEA數(shù)據(jù)123.4.4位置信息123.4.5 模擬位置實時顯示123.4.6 界面總體圖133.5 模擬器功率設置134 場景設置154.1 場景的定義154.2 星歷和時間15 4.3 軌跡模型164.4 軌跡設置164.5 場景實例174.5.1 靜態(tài)場景174.5.2動態(tài)場景181 GNSS-5000A模擬器簡介1.1 GNSS-5000A模擬器GNSS-5000A是一款具備多種功能的簡易型便攜式GPS模擬器，是為方便用戶的測試需求而設計的。該型號模擬器提供了靈活的上位機軟件界面方便用戶設置各種測試場景（軌跡

3、，此為擴展功能），一鍵自動保存上位機設置的場景（軌跡場景）、脫離上位機運行保存的測試場景（軌跡場景），極大方便用戶在產(chǎn)線、野外等環(huán)境下的測試。該模擬器在測試、評估及檢驗接收機定位精度等性能時可代替費用昂貴的模擬器進行現(xiàn)場實驗，實時性好、性價比高，方便GPS領域的研發(fā)和生產(chǎn)測試等各個環(huán)節(jié)。1.2 GNSS-5000A模擬器外觀2 主要指標及測試圖2.1 主要特點與國內外現(xiàn)有GPS衛(wèi)星信號模擬器相比， GNSS-5000A衛(wèi)星信號模擬器具有以下幾個特點： n 實時信號輸出開機即輸出實時射頻GPS信號；利用預存場景時，無需設置；n 無限時信號連續(xù)輸出星歷可自動更新；無限時連續(xù)信號輸出，支持接收機24

4、/72小時/無限時連續(xù)信號測試；n 用戶場景參數(shù)設置方便用戶運動狀態(tài)可設：包括位置、速度、加速度；可使用用戶定義場景文件；n 衛(wèi)星信號狀況可視可調實時顯示模擬多通道衛(wèi)星信息及星空圖；衛(wèi)星信號功率可調；n 操作方便控制界面一體化設計；2.2 性能指標n 信號規(guī)模GPS的L1頻點，最多12通道n 信號動態(tài)參數(shù) 最大速度           050000 m/s最大加速度          01000m/s2最大

5、加加速度         01000m/s3n 信號精度偽距相位控制精度      優(yōu)于0.02m偽距變化率精度       優(yōu)于0.005m/s通道間一致性 0.5nsn 信號質量頻率穩(wěn)定度          ±1x10-8相位噪聲 -80dBc/Hz 100Hz；-85dBc/Hz 1kHz； -90dB

6、c/Hz 10kHz； -95dBc/Hz 100kHz；諧波功率（MAX） -40dBc雜波功率（MAX） -50dBcn 信號功率電平控制 功率范圍：              -100dBm至-163dBm功率精度：              ±1dBn 參考頻率/定制時鐘輸出  &

7、#160;             10MHz時鐘輸入                10MHzn 電氣和物理特性電源    220V機箱 優(yōu)質鋼板成型，噴涂高溫烘漆保護，高強度鋁合金面板重量 10kg尺寸 480mm（長）×367mm（寬）×110

8、mm（高）2.3 定位測試結果圖附一組靜態(tài)測試結果，僅供參考。3 模擬器操作過程3.1 硬件設置如果是脫機模式（脫離上位機模式），只需要連接電源線，開機即可。非脫機模式時，用串口線將模擬器上的串口與電腦上的串口相連（或者是用USB轉串口線）。在設置場景模式下，用戶自行設置場景（參見3.2節(jié)的第二步），啟動仿真后，才能啟動模擬器，輸出射頻信號；在非設置景模式下，啟動模擬器，無需進行任何設置，就能輸出GPS射頻信號，在此模式下，仍可以通過上位機軟件顯示信號狀態(tài)以及調節(jié)功率（在模擬器啟動輸出信號后，打開上位機界面時，設置好串口號后，直接啟動仿真即可）。這里主要介紹用戶自定義場景設置及下載保存。3.2

9、 軟件操作第一步：運行界面程序，選擇“發(fā)送snr文件”為場景模式，單擊“確定”；“發(fā)送traj文件”為軌跡模式（此為擴展功能）。第二步：點擊，打開場景編輯器第三步：在“InitialPosition”欄中設定經(jīng)度，緯度，高度這里包括設定模擬用戶的經(jīng)緯高。選擇輸入的經(jīng)緯度格式以及要模擬的經(jīng)緯度的大體范圍（東經(jīng)、西經(jīng)、南緯、北緯）。經(jīng)緯度格式中d表示的是度，m表示的是分。第四步：在“InitialSpeed” 欄中設定東向，北向，高向速度第五步：在“其他設置”欄設置是否加入電離層誤差仿真和對流層誤差仿真，并設定仰角門限它設定是否修正電離層和對流層誤差，仰角門限：模擬大于設定值的才可見。一般的，這兩

10、個誤差修正要選中，“仰角門限”取5度。第六步：在“星歷文件”欄中加載星歷文件點擊“瀏覽”，選擇星歷文件，星歷文件從文件夾選取。第七步：在“初始時間”欄設置起始時間，需在當前使用星歷文件時間段內，取整點設置。第八步：在“運動軌跡設置”欄設定軌跡。 點出“type”欄，選定運動類型，如選定const設定好用戶的初始經(jīng)緯高和東北高向速度以后，這里設定了接下來用戶的運動趨勢。其中這個下拉菜單表明了用戶的運動類型，分別表示靜止或勻速直線運動、勻加速直線運動?，F(xiàn)在以靜止或勻速直線運動狀態(tài)為例說明設定過程：選定Const之后，接下來選定持續(xù)時間，持續(xù)時間的值是設定模擬Const的時間為多久。由于衛(wèi)

11、星星歷每2小時更新一次，為了驗證換星歷對信號產(chǎn)生的影響，一般選擇持續(xù)時間為7200s（即2個小時），同時，點擊左邊一豎排按鈕中的 Add按鈕，點幾次就表明持續(xù)幾個7200s，效果如下：注意：本模擬器支持無限時連續(xù)測試，時間上受此場景時間的限制。當準備進行長時間甚至無限時測試時，場景的時間應該相應加長，本模擬器復位時間為8小時，故設置時間要不小于8小時。根據(jù)軌跡要求，添加其它軌跡第九步：點擊“保存”按鈕，保存場景文件。場景文件一般要保存在 文件夾下。3.3 運行場景第一步：點擊“設置/RS232串口設置” 設置接收機和模擬器的串口，先選擇模擬器的串口號，波特率選擇115200，其它串口屬性默認不

12、動，點擊模擬器端口下的 “連接”，點擊OK，關閉對話框，串口設定完畢。左邊為接收機的串口的設置。第二步：選擇文件/打開，選擇需要的場景文件第二步：點出運行鍵，此時接通模擬器電源，模擬器主機啟動，約幾秒后開始工作，輸出射頻信號（此處必須要先啟動仿真后，方可接通模擬器電源，順序不可反）。第三步：保存場景信息：當模擬器正常運行后，點擊，此時界面停止接收數(shù)據(jù)，等到模擬器主機工作指示燈停止閃爍約2秒后并恢復閃爍時，表示數(shù)據(jù)保存完畢（如果是保存軌跡文件的話時間比較長，大約幾分鐘）。保存過程中不能斷電，只有當指示燈停止閃爍約2秒后并恢復閃爍時才可以斷電，否則數(shù)據(jù)不能正常保存；此步驟保存時，不可設置功率，如需

13、設置功率保存，則進行步驟四；如不需設置功率，可直接進行步驟五。第四步：進行完步驟三后，首先接通模擬器電源，等模擬器正常工作后，打開模擬器操作軟件，直接點擊，約2多秒后軟件接收到模擬器發(fā)來的數(shù)據(jù)，此時用戶可以設置的射頻信號輸出的功率。設置好后，重復步驟三后，直接進行步驟五操作。第五步：保存完后，關閉上位機界面與關掉模擬器電源，拆下串口線，重新接通模擬器電源，約10多秒后開始工作，輸出用戶設置的射頻信號。3.4 模擬器狀態(tài)查看3.4.1 Satellite Data點擊界面快捷鍵，顯示通道衛(wèi)星數(shù)據(jù)信息圖，圖中為各通道衛(wèi)星的信息。3.4.2星空圖點擊界面快捷鍵3，顯示可見衛(wèi)星圖，圖中顯示可見衛(wèi)星的仰

14、角、方位角和衛(wèi)星號3.4.3 NMEA數(shù)據(jù)下圖表示模擬的NMEA數(shù)據(jù)。3.4.4位置信息下圖為位置信息視圖，顯示用戶位置詳細信息，包括經(jīng)緯度信息，ECEF坐標信息和x、y、z三個方向的速度。3.4.5 模擬位置實時顯示下圖為位置視圖，顯示用戶的經(jīng)緯度位置。3.4.6 界面總體圖模擬器啟動后，上位機界面的整體效果圖如圖。模擬器數(shù)據(jù)、接收機數(shù)據(jù)等自動保存到根目錄下。 3.5 模擬器功率設置點擊界面快捷鍵，顯示信號功率設定界面，如下圖所示，先啟動模擬器后，才能進行功率設置，設置好后，要點，其設置保存與保存場景信息操作一樣。功率控制分為整體衰減和通道衰減兩部分，整體衰減加上通道衰減的值等于每

15、個通道的衰減值。輸入兩部分的衰減值，可以通過拖動滑動條來實現(xiàn)，也可以通過在相應的編輯框中輸入數(shù)值來實現(xiàn)。滑動條和編輯框是聯(lián)動的，即改變滑動條位置則編輯框內容會做相應改變，而往編輯框中輸入功率值，則滑動條也會滑到相應的位置。設定完各通道功率后，點擊“設定”按鈕，即可完成對各個通道的功率的設置。4 場景設置4.1 場景的定義場景（Scenario）用于描述接收機在某一特定空間和時間信息，場景包括以下部分：（1）時間（Time）；時間定義了模擬器運行的起始和結束時間。時間采用UTC格式：日/月/年 時：分：秒，如18/9/2012 00:00:00（2）星歷（Ephemeris）星歷描述了GPS衛(wèi)星

16、的位置信息，星歷可從IGS網(wǎng)站下載，IGS網(wǎng)站對星歷每天更新一次，每天的星歷分為12段，每段為2小時。（2）軌跡（Trajectory）軌跡定義了接收機載體的位置信息，軌跡通過運動模型表示。一般的運動模型包括以下幾種類型：l         勻速直線運動（Const）；l         勻加速直線運動（ConstAcc）；4.2 星歷和時間（1）星歷文件選擇一個星歷文件的有效期為1天，因此當選擇一個星歷文件后，模擬器便根據(jù)該星歷模擬當

17、天的衛(wèi)星信號。（2）起始時間設置當選中一個星歷文件后，可以設置模擬的起始時間，起始時間的范圍是0時0分到23時30分。4.3 軌跡模型軌跡及相應參數(shù)的定義如下表所示：軌跡說明參數(shù)1參數(shù)2（，3，4）Const保持靜止或勻速直線運動持續(xù)時間(s)N/A ConstAcc直線加速加速度絕對值m/s2)末速度(m/s) 4.4 軌跡設置軌跡與起始時間相對應，起始時間對應軌跡方程的0時刻，軌跡方程的時間單位為秒（s）。現(xiàn)舉一例子說明場景軌跡設置的方法，例如系統(tǒng)配置的標準的普通動態(tài)場景初始化文件的部分軌跡描述如下：Const   120.000ConstAcc&#

18、160;  5.000   45.000各句命令含義： 以10m/s速度向西勻速運動（初始速度為10m/s向西），持續(xù)時間為120s(勻速運動)；以5m/s2的加速度加速到45m/s（勻加速運動） ；在進行軌跡編輯時應充分考慮到各段運動方程的添加、刪除、修改，當選中某一行時，可以改變其運動模型和參數(shù)。4.5 場景實例4.5.1 靜態(tài)場景場景文件名：Static01生成時間：2011.05.21場景設計者：*初始化信息經(jīng)度：116緯度：40格式：ddd.dddddd高度(m)：50* 初始速度 *東向速度(m/s)：0北向速度(m/s)：0高向速度(m/s)：0* 其他設置 * 電離層誤差仿真(Yes/No):Yes對流層誤差仿真(Yes/No):Yes仰角門限(度)：5* 星歷文件*brdc1400.txt* 初始時間 *月/日/年：5/20/11時分：12.00* 運動軌跡設置 *1：const  7200.000  /