新版 GNSS-5000A高動態(tài)GPS衛(wèi)星信號模擬器用戶手冊 - （白色單模）-

1、GNSS-5000A多通道GPS模擬器用戶手冊 深圳市中冀聯(lián)合通訊技術(shù)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(biāo)及測試圖 (22.1 主要特點(diǎn) (22.2 性能指標(biāo) (22.3 定位測試結(jié)果圖 (43 模擬器操作過程 (43.1 硬件設(shè)置 (43.2 軟件操作 (43.3 運(yùn)行場景 (93.4 模擬器狀態(tài)查看 (113.4.1 Satellite Data (113.4.2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(shí)時(shí)顯示 (123.4.

2、6 界面總體圖 (133.5 模擬器功率設(shè)置 (134 場景設(shè)置 (154.1 場景的定義 (154.2 星歷和時(shí)間 (154.3 軌跡模型 (164.4 軌跡設(shè)置 (164.5 場景實(shí)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(shè)計(jì)的。該型號模擬器提供了靈活的上位機(jī)軟件界面方便用戶設(shè)置各種測試場景(軌跡,此為擴(kuò)展功能,一鍵自動保存上位機(jī)設(shè)置的場景(軌跡場景、脫離上位機(jī)運(yùn)行保存的測試場景(軌跡場景,極大方便用戶在產(chǎn)線、

3、野外等環(huán)境下的測試。該模擬器在測試、評估及檢驗(yàn)接收機(jī)定位精度等性能時(shí)可代替費(fèi)用昂貴的模擬器進(jìn)行現(xiàn)場實(shí)驗(yàn),實(shí)時(shí)性好、性價(jià)比高,方便GPS領(lǐng)域的研發(fā)和生產(chǎn)測試等各個(gè)環(huán)節(jié)。1.2 GNSS-5000A模擬器外觀 2 主要指標(biāo)及測試圖2.1 主要特點(diǎn)與國內(nèi)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(gè)特點(diǎn):實(shí)時(shí)信號輸出開機(jī)即輸出實(shí)時(shí)射頻GPS信號;利用預(yù)存場景時(shí),無需設(shè)置;無限時(shí)信號連續(xù)輸出星歷可自動更新;無限時(shí)連續(xù)信號輸出,支持接收機(jī)24/72小時(shí)/無限時(shí)連續(xù)信號測試;用戶場景參數(shù)設(shè)置方便用戶運(yùn)動狀態(tài)可設(shè):包括位置、速度、加速度;可使用用戶定義場景文件;衛(wèi)星信號狀況

4、可視可調(diào)實(shí)時(shí)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(diào);操作方便控制界面一體化設(shè)計(jì);2.2 性能指標(biāo)信號規(guī)模GPS的L1頻點(diǎn),最多12通道信號動態(tài)參數(shù)最大速度 050000 m/s最大加速度 01000m/s2最大加加速度 01000m/s3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 0.5ns信號質(zhì)量頻率穩(wěn)定度 ±1x10-8相位噪聲 -80dBc/Hz 100Hz;-85dBc/Hz 1kHz;-90dBc/Hz 10kHz; -95dBc/Hz 100kHz;諧波功率(MAX -40dBc雜波功率(MAX -50dBc信號功率

5、電平控制功率范圍: -100dBm至-163dBm功率精度: ±1dB參考頻率/定制時(shí)鐘輸出 10MHz時(shí)鐘輸入 10MHz電氣和物理特性電源 220V機(jī)箱 優(yōu)質(zhì)鋼板成型,噴涂高溫烘漆保護(hù),高強(qiáng)度鋁合金面板 重量 10kg尺寸 480mm(長×367mm(寬×110mm(高2.3 定位測試結(jié)果圖附一組靜態(tài)測試結(jié)果,僅供參考。 x 104時(shí)間(單位:秒緯度誤差(單位:米SPL 接收機(jī)緯度定位誤差結(jié)果3 模擬器操作過程3.1 硬件設(shè)置如果是脫機(jī)模式(脫離上位機(jī)模式,只需要連接電源線,開機(jī)即可。 非脫機(jī)模式時(shí),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

6、轉(zhuǎn)串口線。在設(shè)置場景模式下,用戶自行設(shè)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(shè)置景模式下,啟動模擬器,無需進(jìn)行任何設(shè)置,就能輸出GPS 射頻信號,在此模式下,仍可以通過上位機(jī)軟件顯示信號狀態(tài)以及調(diào)節(jié)功率(在模擬器啟動輸出信號后,打開上位機(jī)界面時(shí),設(shè)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(shè)置及下載保存。3.2 軟件操作第一步:運(yùn)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(kuò)展功能。 第二步:點(diǎn)擊,打開場景編輯器 第三步:在“InitialPosition”欄中設(shè)定經(jīng)度,緯度,高度這里

7、包括設(shè)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(shè)定東向,北向,高向速度 第五步:在“其他設(shè)置”欄設(shè)置是否加入電離層誤差仿真和對流層誤差仿真,并設(shè)定仰角門限 它設(shè)定是否修正電離層和對流層誤差,仰角門限:模擬大于設(shè)定值的才可見。一般的,這兩個(gè)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(diǎn)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(shí)間”欄設(shè)置起始時(shí)間,需在當(dāng)前使用星歷文件時(shí)間段內(nèi),取整點(diǎn)設(shè)置。 第八步:在“

8、運(yùn)動軌跡設(shè)置”欄設(shè)定軌跡。 點(diǎn)出“type”欄,選定運(yùn)動類型,如選定const 設(shè)定好用戶的初始經(jīng)緯高和東北高向速度以后,這里設(shè)定了接下來用戶的運(yùn)動趨勢。其中這個(gè)下拉菜單表明了用戶的運(yùn)動類型,這五個(gè)分別表示靜止或勻速直線運(yùn)動、勻加速直線運(yùn)動?，F(xiàn)在以靜止或勻速直線運(yùn)動狀態(tài)為例說明設(shè)定過程:選定Const之后,接下來選定持續(xù)時(shí)間,持續(xù)時(shí)間的值是設(shè)定模擬Const的時(shí)間為多久。由于衛(wèi)星星歷每2小時(shí)更新一次,為了驗(yàn)證換星歷對信號產(chǎn)生的影響,一般選擇持續(xù)時(shí)間為7200s(即2個(gè)小時(shí),同時(shí),點(diǎn)擊左邊一豎排按鈕中的 Add 按鈕,點(diǎn)幾次就表明持續(xù)幾個(gè)7200s,效果如下:注意:本模擬器支持無限時(shí)連續(xù)測試,時(shí)

9、間上受此場景時(shí)間的限制。當(dāng)準(zhǔn)備進(jìn)行長時(shí)間甚至無限時(shí)測試時(shí),場景的時(shí)間應(yīng)該相應(yīng)加長,本模擬器復(fù)位時(shí)間為8小時(shí),故設(shè)置時(shí)間要不小于8小時(shí)。 根據(jù)軌跡要求,添加其它軌跡第九步:點(diǎn)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。 第一步:點(diǎn)擊“設(shè)置/RS232串口設(shè)置” 設(shè)置接收機(jī)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(rèn)不動,點(diǎn)擊模擬器端口下的 “連接”,點(diǎn)擊OK,關(guān)閉對話框,串口設(shè)定完畢。左邊為接收機(jī)的串口的設(shè)置。第二步:選擇文件/打開,選擇需要的場景文件 第二步:點(diǎn)出運(yùn)行鍵,此時(shí)接通模擬器電源,模擬器主機(jī)啟動,約幾秒后開始工作,輸出射頻信號(此處

10、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(dāng)模擬器正常運(yùn)行后,點(diǎn)擊,此時(shí)界面停止接收數(shù)據(jù),等到模擬器主機(jī)工作指示燈停止閃爍時(shí),表示數(shù)據(jù)保存完畢(如果是保存軌跡文件的時(shí)間比較長,大約幾分鐘。保存過程中不能斷電,只有當(dāng)指示燈,停止閃爍時(shí)才可以斷電,否則數(shù)據(jù)不能正常保存。第四步:保存完后,關(guān)閉上位機(jī)界面與關(guān)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(shè)置的射頻信號。3.4 模擬器狀態(tài)查看3.4.1 Satellite Data點(diǎn)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(diǎn)擊界面快捷鍵3,顯示可見

11、衛(wèi)星圖,圖中顯示可見衛(wèi)星的仰角、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(xì)信息,包括經(jīng)緯度信息,ECEF坐標(biāo)信息和x、y、z三個(gè)方向的速度。 3.4.5 模擬位置實(shí)時(shí)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(jī)界面的整體效果圖如圖。模擬器數(shù)據(jù)、接收機(jī)數(shù)據(jù)等自動保存到根目錄下。 3.5 模擬器功率設(shè)置點(diǎn)擊界面快捷鍵,顯示信號功率設(shè)定界面,如下圖所示,先啟動 模擬器后,才能進(jìn)行功率設(shè)置,設(shè)置好后,要點(diǎn),其設(shè)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,

12、整體衰減加上通道衰減的值等于每個(gè)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(shí)現(xiàn),也可以通過在相應(yīng)的編輯框中輸入數(shù)值來實(shí)現(xiàn)?；瑒訔l和編輯框是聯(lián)動的,即改變滑動條位置則編輯框內(nèi)容會做相應(yīng)改變,而往編輯框中輸入功率值,則滑動條也會滑到相應(yīng)的位置。設(shè)定完各通道功率后,點(diǎn)擊“設(shè)定”按鈕,即可完成對各個(gè)通道的功率的設(shè)置。4 場景設(shè)置4.1 場景的定義場景(Scenario用于描述接收機(jī)在某一特定空間和時(shí)間信息,場景包括以下部分:(1時(shí)間(Time;時(shí)間定義了模擬器運(yùn)行的起始和結(jié)束時(shí)間。時(shí)間采用UTC格式:日/月/年 時(shí):分:秒,如18/9/2012 00:00:00(2星歷(Ephemeris

13、星歷描述了GPS衛(wèi)星的位置信息,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(shí)。(2軌跡(Trajectory軌跡定義了接收機(jī)載體的位置信息,軌跡通過運(yùn)動模型表示。一般的運(yùn)動模型包括以下幾種類型:勻速直線運(yùn)動(Const;勻加速直線運(yùn)動(ConstAcc;4.2 星歷和時(shí)間(1星歷文件選擇一個(gè)星歷文件的有效期為1天,因此當(dāng)選擇一個(gè)星歷文件后,模擬器便根據(jù)該星歷模擬當(dāng)天的衛(wèi)星信號。(2起始時(shí)間設(shè)置當(dāng)選中一個(gè)星歷文件后,可以設(shè)置模擬的起始時(shí)間,起始時(shí)間的范圍是0時(shí)0分到23時(shí)30分。4.3 軌跡模型軌跡及相應(yīng)參數(shù)的定義如下表所示:軌跡 說明 參數(shù)1 參數(shù)2

14、(,3,4持續(xù)時(shí)間(s N/AConst 保持靜止或勻速直線運(yùn)動ConstAcc 直線加速 加速度絕對值m/s2 末速度(m/s4.4 軌跡設(shè)置軌跡與起始時(shí)間相對應(yīng),起始時(shí)間對應(yīng)軌跡方程的0時(shí)刻,軌跡方程的時(shí)間單位為秒(s?，F(xiàn)舉一例子說明場景軌跡設(shè)置的方法,例如系統(tǒng)配置的標(biāo)準(zhǔn)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 5.000 45.000各句命令含義: 以10m/s速度向西勻速運(yùn)動(初始速度為10m/s向西,持續(xù)時(shí)間為120s(勻速運(yùn)動;以5m/s2的加速度加速到45m/s(勻加速運(yùn)動 ;在進(jìn)行軌跡編輯時(shí)應(yīng)充分考慮到各段運(yùn)動方程的添加、刪除、修改

15、,當(dāng)選中某一行時(shí),可以改變其運(yùn)動模型和參數(shù)。4.5 場景實(shí)例4.5.1 靜態(tài)場景場景文件名:Static01生成時(shí)間:2011.05.21場景設(shè)計(jì)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(shè)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(shí)間 *月/日/年:5/20/11時(shí)分:12.00* 運(yùn)動軌跡設(shè)置 * 1:const 7200.000 /靜止7200s4.5.2動態(tài)場景場景文件名:Dynamic