新版 GNSS-5000A高動(dòng)態(tài)GPS衛(wèi)星信號(hào)模擬器用戶手冊(cè) - （白色單模）-

1、GNSS-5000A多通道GPS模擬器用戶手冊(cè) 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(jiǎn)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(cè)試圖 (22.1 主要特點(diǎn) (22.2 性能指標(biāo) (22.3 定位測(cè)試結(jié)果圖 (43 模擬器操作過(guò)程 (43.1 硬件設(shè)置 (43.2 軟件操作 (43.3 運(yùn)行場(chǎng)景 (93.4 模擬器狀態(tài)查看 (113.4.1 Satellite Data (113.4.2星空?qǐng)D (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(chǎng)景設(shè)置 (154.1 場(chǎng)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(chǎng)景實(shí)例 (174.5.1 靜態(tài)場(chǎng)景 (174.5.2動(dòng)態(tài)場(chǎng)景 (181 GNSS-5000A模擬器簡(jiǎn)介1.1 GNSS-5000A模擬器GNSS-5000A是一款具備多種功能的簡(jiǎn)易型便攜式GPS模擬器,是為方便用戶的測(cè)試需求而設(shè)計(jì)的。該型號(hào)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(cè)試場(chǎng)景(軌跡,此為擴(kuò)展功能,一鍵自動(dòng)保存上位機(jī)設(shè)置的場(chǎng)景(軌跡場(chǎng)景、脫離上位機(jī)運(yùn)行保存的測(cè)試場(chǎng)景(軌跡場(chǎng)景,極大方便用戶在產(chǎn)線、

3、野外等環(huán)境下的測(cè)試。該模擬器在測(cè)試、評(píng)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(chǎng)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(cè)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(cè)試圖2.1 主要特點(diǎn)與國(guó)內(nèi)外現(xiàn)有GPS衛(wèi)星信號(hào)模擬器相比, GNSS-5000A衛(wèi)星信號(hào)模擬器具有以下幾個(gè)特點(diǎn):實(shí)時(shí)信號(hào)輸出開(kāi)機(jī)即輸出實(shí)時(shí)射頻GPS信號(hào);利用預(yù)存場(chǎng)景時(shí),無(wú)需設(shè)置;無(wú)限時(shí)信號(hào)連續(xù)輸出星歷可自動(dòng)更新;無(wú)限時(shí)連續(xù)信號(hào)輸出,支持接收機(jī)24/72小時(shí)/無(wú)限時(shí)連續(xù)信號(hào)測(cè)試;用戶場(chǎng)景參數(shù)設(shè)置方便用戶運(yùn)動(dòng)狀態(tài)可設(shè):包括位置、速度、加速度;可使用用戶定義場(chǎng)景文件;衛(wèi)星信號(hào)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?qǐng)D;衛(wèi)星信號(hào)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(hào)規(guī)模GPS的L1頻點(diǎn),最多12通道信號(hào)動(dòng)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(hào)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(hào)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(hào)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(zhǎng)×367mm(寬×110mm(高2.3 定位測(cè)試結(jié)果圖附一組靜態(tài)測(cè)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(guò)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(kāi)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(chǎng)景模式下,用戶自行設(shè)置場(chǎng)景(參見(jiàn)3.2節(jié)的第二步,啟動(dòng)仿真后,才能啟動(dòng)模擬器,輸出射頻信號(hào);在非設(shè)置景模式下,啟動(dòng)模擬器,無(wú)需進(jìn)行任何設(shè)置,就能輸出GPS 射頻信號(hào),在此模式下,仍可以通過(guò)上位機(jī)軟件顯示信號(hào)狀態(tài)以及調(diào)節(jié)功率(在模擬器啟動(dòng)輸出信號(hào)后,打開(kāi)上位機(jī)界面時(shí),設(shè)置好串口號(hào)后,直接啟動(dòng)仿真即可。這里主要介紹用戶自定義場(chǎng)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(chǎng)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(kāi)場(chǎng)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(duì)流層誤差仿真,并設(shè)定仰角門(mén)限 它設(shè)定是否修正電離層和對(duì)流層誤差,仰角門(mén)限:模擬大于設(shè)定值的才可見(jiàn)。一般的,這兩個(gè)誤差修正要選中,“仰角門(mén)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(dòng)軌跡設(shè)置”欄設(shè)定軌跡。 點(diǎn)出“type”欄,選定運(yùn)動(dòng)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(lái)用戶的運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)。其中這個(gè)下拉菜單表明了用戶的運(yùn)動(dòng)類型,這五個(gè)分別表示靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)、勻加速直線運(yùn)動(dòng)。現(xiàn)在以靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)為例說(shuō)明設(shè)定過(guò)程:選定Const之后,接下來(lái)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(duì)信號(hào)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(wú)限時(shí)連續(xù)測(cè)試,時(shí)

9、間上受此場(chǎng)景時(shí)間的限制。當(dāng)準(zhǔn)備進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間甚至無(wú)限時(shí)測(cè)試時(shí),場(chǎng)景的時(shí)間應(yīng)該相應(yīng)加長(zhǎng),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(chǎng)景文件。場(chǎng)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(hào),波特率選擇115200,其它串口屬性默認(rèn)不動(dòng),點(diǎn)擊模擬器端口下的 “連接”,點(diǎn)擊OK,關(guān)閉對(duì)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(kāi),選擇需要的場(chǎng)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(dòng),約幾秒后開(kāi)始工作,輸出射頻信號(hào)(此處

10、必須要先啟動(dòng)仿真后,方可接通模擬器電源,順序不可反。 第三步:保存場(chǎng)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(zhǎng),大約幾分鐘。保存過(guò)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(kāi)始工作,輸出用戶設(shè)置的射頻信號(hào)。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?qǐng)D 點(diǎn)擊界面快捷鍵3,顯示可見(jiàn)

11、衛(wèi)星圖,圖中顯示可見(jiàn)衛(wèi)星的仰角、方位角和衛(wèi)星號(hào) 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(dòng)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(dòng)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(hào)功率設(shè)定界面,如下圖所示,先啟動(dòng) 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(chǎng)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(guò)拖動(dòng)滑動(dòng)條來(lái)實(shí)現(xiàn),也可以通過(guò)在相應(yīng)的編輯框中輸入數(shù)值來(lái)實(shí)現(xiàn)?；瑒?dòng)條和編輯框是聯(lián)動(dòng)的,即改變滑動(dòng)條位置則編輯框內(nèi)容會(huì)做相應(yīng)改變,而往編輯框中輸入功率值,則滑動(dòng)條也會(huì)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(duì)各個(gè)通道的功率的設(shè)置。4 場(chǎng)景設(shè)置4.1 場(chǎng)景的定義場(chǎng)景(Scenario用于描述接收機(jī)在某一特定空間和時(shí)間信息,場(chǎng)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(duì)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(guò)運(yùn)動(dòng)模型表示。一般的運(yùn)動(dòng)模型包括以下幾種類型:勻速直線運(yùn)動(dòng)(Const;勻加速直線運(yùn)動(dòng)(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(hào)。(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(shuō)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(dòng)ConstAcc 直線加速 加速度絕對(duì)值m/s2 末速度(m/s4.4 軌跡設(shè)置軌跡與起始時(shí)間相對(duì)應(yīng),起始時(shí)間對(duì)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(shuō)明場(chǎng)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(dòng)態(tài)場(chǎng)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(dòng)(初始速度為10m/s向西,持續(xù)時(shí)間為120s(勻速運(yùn)動(dòng);以5m/s2的加速度加速到45m/s(勻加速運(yùn)動(dòng) ;在進(jìn)行軌跡編輯時(shí)應(yīng)充分考慮到各段運(yùn)動(dòng)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(dòng)模型和參數(shù)。4.5 場(chǎng)景實(shí)例4.5.1 靜態(tài)場(chǎng)景場(chǎng)景文件名:Static01生成時(shí)間:2011.05.21場(chǎng)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(duì)流層誤差仿真(Yes/No:Yes仰角門(mén)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(dòng)軌跡設(shè)置 * 1:const 7200.000 /靜止7200s4.5.2動(dòng)態(tài)場(chǎng)景場(chǎng)景文件名:Dynamic