简单测试多频率、多星座 GNSS 接收机

您的任务

所有可用的全球导航卫星系统（简称“GNSS”，包括现代化的 GPS、GLONASS、Galileo 和北斗）都已经或至少已经计划在 L 频段的多个频率上提供定位服务。在不同载波上使用多个信号有助于显著提高接收机位置估计（导航解决方案）的准确性、可靠性和抗干扰性。这是因为处理 L1、L2 和 L5 信号的接收机能够计算电离层延迟，从而消除相应的位置误差。在所有可用 GNSS 中，空间导航卫星的总数超过 120 个。全球大部分地区平均可以观测到约 30 颗卫星。这些空间飞行器 (SV) 均可以在不同频率中提供多种定位服务。可见卫星的信号不仅会通过接收机观测视线 (LOS) 被接收，还会被附近建筑物或其他障碍物反射。

很显然，接收机相关要求随着 GNSS 星座的演变而逐渐增加，执行真实模拟也变得更加复杂，计算成本也更加高昂。

为了开发能够进行多星座信号处理的新型接收机，工程师需要使用高度精确、多功能的模拟器来验证功能和性能。模拟器必须极尽真实地为任何 GNSS（例如 GPS、Galileo、GLONASS 或北斗）组合和频率提供信号。因此，模拟器的信道预算必须足以覆盖所有可见空间飞行器、大量定位服务（例如 L1 C/A 或 E1 OS）以及反射回波。工程师必须考虑信号传播特性（如对流层和电离层效应）、系统特性（如轨道和时钟误差）以及用户环境（如阴影或其他损伤）。

罗德与施瓦茨解决方案

R&S®SMBV100B 采用灵活的选件概念，能够用于广泛的测试应用。GNSS 模拟器能够生成用于接收机开发和生产测试的单频信号，还可通过软件升级以支持多星座、多频率场景，从而进行高级接收机特征校准和性能测试。

可以实时生成多种带 GPS、Galileo、GLONASS 和北斗信号的不同场景，信道数量高达 102 个。接收机的模拟位置可以为静态，用户也可以导入路径点文件以设置动态场景。模拟器甚至可以模拟车辆姿态的变化。用户可以单独更改天线方向图，也可以设置天线的安装位置。用户还可以使用车身遮蔽文件模拟天线外壳可能造成的阴影。

应用

配置多频率场景

R&S®SMBV100B 具备高调制带宽，可以在一个射频输出端同时为所有重要的 GNSS 频段（如 L1、L2 和 L5）生成信号，无需使用外部合路器等其他设备。这样能够更加简单地测试多频率接收机。

可以应用不同的电离层模型来评估多频率接收机的误差抑制能力。用户可以使用标准模型（例如 GPS 使用的 Klobuchar 模型或 Galileo 提出的 NeQuick 模型），也可以加载历史模型。

使用多个 GNSS 星座

R&S®SMBV100B 可以为不同 GNSS 的至多 102 个信道生成信号，以便支持使用复杂测试信号的接收机测试。这样可以轻松设置涵盖多个 GNSS 空间飞行器的真实场景。示例：

如果测试用例需要使用预定义最少/最多卫星数量的混合 GNSS 信号，可以根据 GNSS 设置相应限值。可以在操作中实时手动打开或关闭所有卫星，确保模拟不会中断。

还可以改变各个功率电平，或为每个卫星分配伪距误差，无需重新计算场景，因此非常适用于测试接收机自主完善性监测 (RAIM) 功能。在内置模拟监测器中可以观察到真实的卫星消失和再现情况（参见图 3）。

优点和主要特性

R&S®SMBV100B 是测试多星座接收机的理想解决方案。它可在受控实验室环境中确保实际且可重复的测试条件，并具有以下主要特性：

• 支持多星座场景，信道多达 102 个
• 支持所有重要的全球导航卫星系统 (GNSS)
• GPS L1/L2（C/A 及 P 代码）、L2C、L5
• GLONASS L1/L2 C/A 代码
• Galileo E1、E5a、E5b
• 北斗 B1I/B2I
• QZSS/SBAS L1 C/A
• 轻松配置多频率场景