為了正確測試GNSS接收器或其他任何依賴GNSS信號的系統(tǒng)或設(shè)備，工程師需要模擬與真實衛(wèi)星廣播相同的RF信號，而使用GNSS模擬器是實現(xiàn)這一工作的最佳選擇。

假設(shè)正在開發(fā)一種需要集成GNSS接收器的新產(chǎn)品，想要驗證接收器設(shè)備在不同條件下是否運行良好就需要GNSS模擬器輔助測試，而選用合適的模擬器來測量接收機是非常重要的。本期文章為您介紹了如何選擇能夠滿足特定測試要求的GNSS模擬器。

如何選擇

• 是否需要在測試的同時查看接收器的數(shù)據(jù)輸出？

如果需要同時查看接收器的數(shù)據(jù)輸出，則需要選擇一個具有通過串行端口直接連接到接收器設(shè)備功能的模擬器，以便可以更好地模擬該設(shè)備在現(xiàn)實世界中的工作情況，觀察正在模擬的數(shù)據(jù)與接收器實時看到的數(shù)據(jù)之間的偏差。

• 模擬器可以在測試期間組合多個星座嗎？

比如想要測試某一設(shè)備是否具有在失去了與GNSS星座中某一個系統(tǒng)的鎖定的情況下也能夠繼續(xù)運行的功能，則要求模擬器能夠模擬鎖定其他星座的時間。這類模擬將確保產(chǎn)品內(nèi)部的GNSS接收器可以利用增加的衛(wèi)星可用性。模擬器應(yīng)該可以控制星座和頻段的確切組合。更重要的是，GNSS模擬器應(yīng)該能夠在測試期間更改單個衛(wèi)星信號的功率水平，這樣就可以知道設(shè)備在穿越隧道并突然失去特定衛(wèi)星接收時的性能。下表顯示了可能需要同時模擬的所有衛(wèi)星信號，虹科Safran GNSS模擬器支持以下所有信號。

• 是否需要在建筑物內(nèi)、城市環(huán)境或者戶外環(huán)境中使用？

如果設(shè)備將在建筑物內(nèi)部或城市中使用，則需要一個模擬器來測試其處理多路徑信號的性能。當(dāng)來自衛(wèi)星的信號從物體或地面反射并導(dǎo)致主信號的多個回波到達GNSS接收器時，就會發(fā)生多徑。

在這種場景下，要求GNSS模擬器能夠完全控制測試期間要模擬的多路徑信號的數(shù)量。最重要的是，GNSS模擬器必須能夠?qū)邮掌鬟M行stress-test（壓力測試：指模擬巨大的工作負(fù)荷以查看應(yīng)用在峰值使用情況下如何執(zhí)行操作）以確定它是否可以識別使用的是哪些信號以及拒絕的是哪些信號。多路徑可能發(fā)生在任何環(huán)境中，但建筑物越密集，多路徑就越多。而無論環(huán)境如何，幾乎每個應(yīng)用程序都應(yīng)該關(guān)注多路徑的測試。

• 是否需要考慮成本？

目前有一些模擬器僅提供有限數(shù)量的信道和衛(wèi)星信號，添加信道數(shù)會產(chǎn)生額外的成本。而虹科Safran GNSS模擬器能夠利用軟件組合產(chǎn)生所有可見的衛(wèi)星信號，用戶不必為額外的信道數(shù)付費。同時，通過使用用戶自己的硬件并將其與仿真軟件結(jié)合，可以進一步節(jié)省成本。

• 設(shè)置和配置測試所需的時間投入如何？

如果擔(dān)心設(shè)置和配置時間的問題，可以考慮使用軟件定義的GNSS模擬器，如虹科Safran GNSS模擬器，它允許通過單擊鼠標(biāo)輕松添加或刪除信號。而依賴純硬件架構(gòu)的模擬器則需要更多的時間來設(shè)置每個測試、更改被測試的衛(wèi)星信號或更改仿真的其他參數(shù)。

• 用戶當(dāng)前模擬器是否能夠模擬不同的應(yīng)用類型？

考慮到GNSS接收器的應(yīng)用十分廣泛，可以集成到從智能手機一直到商業(yè)航空公司導(dǎo)航系統(tǒng)的各種設(shè)備中。因此，一般用戶在發(fā)布新產(chǎn)品之前，為了確保其滿足嚴(yán)格的安全要求，會將設(shè)備接收機放置在不同運動路徑上。無論是像5G基站這樣的固定應(yīng)用，還是移動中的汽車、無人機等，這些應(yīng)用都要求GNSS模擬器可以同時產(chǎn)生不同的模擬。

• 是否需要執(zhí)行高級硬件在環(huán)（HIL）測試？

HIL測試是產(chǎn)品開發(fā)過程中測試過程中的關(guān)鍵步驟，常規(guī)方法是將產(chǎn)品或系統(tǒng)帶到現(xiàn)場在實時天空環(huán)境下進行測試之前要執(zhí)行的最后一步測試。HIL比簡單地測試GNSS接收器設(shè)備更復(fù)雜：它結(jié)合了與GNSS接收器集成的系統(tǒng)的其他組件，包括（但不限于）其他模擬器、設(shè)備、傳感器等。

• 是否需要自動執(zhí)行要運行的模擬？

如果用戶有任何類型的自定義或復(fù)制測試需求，且不想手動調(diào)整每個測試的參數(shù)，可以使用虹科Safran GNSS模擬器，它提供了具有API的GNSS模擬器，允許用戶進行自定義配置和控制

• 需要測試的GNSS接收器是否負(fù)責(zé)提供位置數(shù)據(jù)或定時數(shù)據(jù)？

需要確保GNSS模擬器能夠可靠地測試兩種類型信息（時間和位置）輸出的性能。為了確保授時精度，虹科Safran GNSS模擬器可以通過比較GNSS模擬器的1PPS與接收器生成的1PPS信號來測試GNSS接收器的授時精度。

• 是在地面、空中還是太空中使用？

使用GNSS模擬器的優(yōu)勢之一是能夠在計算機上模擬不同地區(qū)多個位置運行的測試，而無需去現(xiàn)場進行實時天空測試。如果模擬器不能輕松修改位置或車輛信息，那么可以運行的模擬類型將會受到限制。

• 是否需要設(shè)備操作培訓(xùn)？

虹科Safran GNSS模擬器會提供學(xué)習(xí)課程，其中包含了如何運行某些類型的模擬的相關(guān)說明，并提供如何使用Skydel引擎設(shè)置和運行模擬的教程。

• 測試要求是否包括由大氣引起的變化？

鑒于衛(wèi)星和地球表面之間的距離很遠(yuǎn)，自然和人為的條件都會影響GNSS信號到達接收器時的質(zhì)量。因此，選擇的模擬器應(yīng)該100%能夠重現(xiàn)這些不利條件，可以確保在這些挑戰(zhàn)下設(shè)備仍然可以穩(wěn)定運行。

• 是否需要測試衛(wèi)星信號本身的變化？

與其他信號一樣，衛(wèi)星信號本身也可能包含錯誤，包括不正確的星歷數(shù)據(jù)、損壞的信息和其他誤差。因此，能夠修改衛(wèi)星信號消息序列、信號運行狀況、軌道和許多其他信號參數(shù)對于GNSS模擬器來說是非常重要的功能。

在評估GNSS模擬器時，需要綜合考慮上述所有技術(shù)因素。通常用戶需要的主要功能是可以生成RF信號并將其饋送到GNSS接收器，生成的射頻信號的質(zhì)量越高，可以控制的選項越多，GNSS模擬器就越適合接收機的測試。