在GNSS模擬器技術(shù)的持續(xù)演進(jìn)中，Skydel再次邁出重要一步，其最新發(fā)布的24.9版本引入了對(duì)傳播模型的全面支持。這一創(chuàng)新功能，將平原型、郊區(qū)型及城市峽谷型等多路徑傳播環(huán)境整合至直觀的用戶界面中，為用戶提供了前所未有的模擬靈活性。

24.9版本的核心亮點(diǎn)，在于其對(duì)多種傳播模型的集成。用戶無需復(fù)雜設(shè)置，即可在圖形界面上輕松選取所需模型，模擬真實(shí)環(huán)境中車輛在經(jīng)過不同環(huán)境時(shí)由于衛(wèi)星信號(hào)被遮擋導(dǎo)致定位偏差的情況。這一改變，不僅拓寬了模擬器的應(yīng)用場景，也極大地提升了模擬的準(zhǔn)確性和實(shí)用性。

為了滿足多樣化的測試需求，新版本允許用戶對(duì)模擬環(huán)境進(jìn)行深度定制。用戶可以設(shè)置的參數(shù)有：

開放天空限制參數(shù)：用于定義開放天空和多徑區(qū)域之間的分界線

障礙限制參數(shù)：最用于定義非視距障礙和多徑區(qū)域之間的分界線

非視線傳播概率與隨機(jī)種子：定義衛(wèi)星傳輸路徑位于非視距區(qū)域內(nèi)失去視線的概率與隨機(jī)分布公式

這些參數(shù)的靈活配置，使得模擬場景更加貼近真實(shí)世界，為測試提供了更為精確的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。

一、功能驗(yàn)證

我們利用GNSS模擬器與接收機(jī)驗(yàn)證這一功能對(duì)于定位精度的影響。為了直觀顯示衛(wèi)星被遮擋的變化，我們配置了一個(gè)圓形軌跡，使得車輛做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。圓周運(yùn)動(dòng)中，車頭方向一直在變化，而衛(wèi)星位置基本不變，我們可以比較直觀的觀測到接收到的衛(wèi)星信號(hào)穩(wěn)定性。

場景開始時(shí)，我們先冷啟動(dòng)接收機(jī)，并使接收機(jī)逐漸進(jìn)入穩(wěn)定定位狀態(tài)，達(dá)到穩(wěn)定輸出位置信息。如下圖

二、添加場景

1.平原地帶

在信號(hào)穩(wěn)定輸出之后，我們?yōu)槠涮砑訄鼍埃藭r(shí)默認(rèn)啟用的場景是Rural，即平原地帶。此時(shí)配置中，被遮擋區(qū)域?yàn)?5°以下，15°~20°區(qū)域?yàn)榇嬖诙鄰叫?yīng)與NLOS狀態(tài)區(qū)域，20°以上均為開放天空，用以模擬我們?cè)谄皆谢咎幱跓o遮擋的環(huán)境。

在此配置下，通過Skydel特有的接收機(jī)反饋功能，無需外部設(shè)備，我們就可以直觀觀測到GNSS接收機(jī)接收到的信號(hào)強(qiáng)度、衛(wèi)星分布等情況?？梢钥吹紾NSS信號(hào)強(qiáng)度較高，且不會(huì)隨著車輛的位置變化引起比較明顯的強(qiáng)度變化。

2.郊區(qū)地帶

在幾分鐘后，我們?yōu)槠涮砑有聢鼍?，啟用的場景?a target="_blank">Suburban，即郊區(qū)地帶。此時(shí)配置中，被遮擋區(qū)域?yàn)?0°以下，20°~40°區(qū)域?yàn)榇嬖诙鄰叫?yīng)與NLOS狀態(tài)區(qū)域，40°以上均為開放天空，用以模擬我們?cè)诮紖^(qū)或鄉(xiāng)村中有低矮建筑或少量的樓房環(huán)境。此時(shí)大部分GNSS信號(hào)還是可以通過直射到達(dá)接收設(shè)備，但有部分信號(hào)會(huì)被樓房與建筑遮擋。

在此配置下，可以看到GNSS信號(hào)強(qiáng)度變低，且1-2顆衛(wèi)星開始不被取信不可用，且開始會(huì)隨著車輛的位置變化引起信號(hào)強(qiáng)度的變化，但變化還未非常劇烈。

3.城市環(huán)境

接下來我們等待幾分鐘后，為其添加新場景，啟用的場景是Urban，即城市環(huán)境。此時(shí)配置中，被遮擋區(qū)域?yàn)?0°以下，40°~60°區(qū)域?yàn)榇嬖诙鄰叫?yīng)與NLOS狀態(tài)區(qū)域，60°以上為開放天空，用以模擬我們?cè)诔鞘兄懈邩敲懿迹趽醯那闆r。此時(shí)大部分GNSS信號(hào)還是都無法通過直射到達(dá)接收設(shè)備，部分信號(hào)會(huì)被樓房與建筑遮擋，部分信號(hào)可以通過反射達(dá)到設(shè)備。

在此配置下，可以看到GNSS信號(hào)強(qiáng)度變低，且1-2顆衛(wèi)星開始不被取信不可用，且會(huì)隨著車輛的位置變化引起信號(hào)強(qiáng)度的劇烈變化。

三、三種環(huán)境的差異分析

為了更清晰的看到三種環(huán)境對(duì)GNSS接收機(jī)定位精度的影響，我們使用Skydel的獨(dú)特功能：GNSS接收機(jī)反饋與仿真差異分析功能來進(jìn)行直觀對(duì)比。

下圖是我們運(yùn)行20分鐘（1200s）后的差異分析圖——可以看到在廣闊平原模型下，GNSS接收機(jī)可以達(dá)到比較好的定位精度，僅依靠單星座單頻點(diǎn)（GPS L1C/A）就能達(dá)到0.5m左右的定位精度。當(dāng)我們切換模型至郊區(qū)環(huán)境后，定位精度開始漂移，在這段時(shí)間內(nèi)，定位精度約1.5m。當(dāng)我們切換到城市環(huán)境后，定位精度進(jìn)一步漂移，最大誤差約3m。而當(dāng)我們切換回平原后，且定位精度再次穩(wěn)定至0.5m以內(nèi)。

此外，Skydel允許用戶根據(jù)技術(shù)經(jīng)驗(yàn)與相關(guān)測試標(biāo)準(zhǔn)，自定義環(huán)境變量與數(shù)值，實(shí)現(xiàn)最貼近測試需求的場景構(gòu)建。也支持通過多徑效應(yīng)手動(dòng)配置的方式，更精細(xì)化的實(shí)現(xiàn)多徑環(huán)境的構(gòu)建。

通過Skydel GNSS模擬引擎，在無需移動(dòng)待測件的情況下，可以快速測試設(shè)備在不同環(huán)境下的定位能力與保持水平。也可以通過Skydel 自動(dòng)化功能實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程一鍵控制與測試，以及自動(dòng)化流程的生成。高效方便的將環(huán)境測試能力嵌入或集成到現(xiàn)有測試架構(gòu)中，大大簡化測試過程，提高測試效率。

審核編輯 黃宇