Pokročilé simulátory satelitných navigačných signálov Safran rad GSG-8

Simulátor GSG-8 poskytuje veľmi vysoký štandard testovania najrôznejšími signálmi GNSS v cenovo dostupnom riešení s jednoduchým použitím pre rastúce potreby aplikácií a systémov využívajúcich informácie o presnej polohe, navigácii alebo časovaní.

Simulátor GSG-8 vyniká vysokým výkonom s rýchlosťou opakovania simulácie 1000 Hz, schopnosťou vysokej miery simulácie dynamických zmien pri komplexných scenároch, synchronizáciou v reálnom čase a simuláciou všetkých satelitných signálov. GSG-8 vyhovuje pre vývojové a integračné projekty, ktoré vyžadujú garanciu vysokého výkonu pre pokročilé simulácie pohybu a trajektórie pri simulovanom objekte pri veľkom počte unikátnych navigačných signálov (satelitov).

GSG-8 podporuje multikonstelačné a multifrekvenčné GNSS simulácie a ďalej pokročilé scenáre hrozieb, vrátane rušenia, spoofingu a simulácie opakovačov signálu (repeater). GSG-8 je podporený veľmi prepracovaným simulačným nástrojom Skydel SW, ktorý je možné naprogramovať tak, aby simuloval situácie so všetkými súčasnými aj budúcimi signálmi GNSS. Schopnosť simulovať viac vzájomne synchronizovaných trajektórií prostredníctvom behu niekoľkých inštancií Skydel SW umožňuje testovanie komplexných systémov GNSS ako napr. diferenciálny GNSS pomocou služby RTK (real-time kinematics), odolnosti prijímačov voči rušeniu a spoofingu, vozidlá s viacerými anténami, určenie nadmorskej výšky či zostáv GNSS prijímačov.
GSG-8 môže v rámci simulačného scenára začleniť aj šifrované alebo proprietárne signály vytvorené pomocou SDK, ktoré umožňuje generovanie aj tých najcitlivejších signálov.

Využitie komerčne dostupných SDR a GPU umožňuje ľahké prispôsobenie sa danej aplikácii za rozumných nákladov na obstaranie a údržbu prístroja oproti vysoko špecializovaným a veľmi presným HW nástrojom dostupných na trhu. Na druhej strane poskytuje veľmi dobrú presnosť a výkon pre poročilé komerčné aj kritické aplikácie. Okrem toho GPU poskytuje vysoký výkon pre spracovanie signálu s viac ako 800 kanálmi (v závislosti od zložitosti signálu) generovaných súčasne.

Moderná architektúra simulačného nástroja Skydel SW poskytuje rozsiahle aplikačné programové rozhranie (API) na konfiguráciu a ovládanie všetkých parametrov simulátora. Klientske open-source API je dostupné v širokom rade programovacích jazykov ako je Python, C# a C++. Okrem toho sú všetky interakcie užívateľa so simulátorom okamžite zaznamenané a je možné ich exportovať ako spustiteľné skripty pre Python, čo značne zjednodušuje prácu testovacích inžinierov, ktorí potrebujú automatizovať alebo rozšíriť možnosti simulátora. Všetky skripty, konfigurácie a scenáre vytvorené na simulátore so Skydel SW sú navzájom prenositeľné medzi rôznymi modelmi simulátorov.

Vlastnosti:

• simulácia dostupných (All-in-view) signálov pre danú pozíciu a čas
• 1000 Hz iteračná zmena simulačného scenára
• nízka úroveň oneskorenia pre simulácie HIL (Hardware in the Loop)
• podpora časovej synchronizácie pre simuláciu "Live sky"
• podpora pre RTK (Real-time kinematic positioning)
• dynamické rekonfigurácia za behu simulačného scenára (On-the-fly)
• simulácia trajektórie prijímača v šiestich osiach (6 Degrees of Freedom)
• možnosť konfigurácie simulátora presne podľa potreby užívateľa pomocou SW licencií
• možnosť ugrade simulátora užívateľom
• presnosť parametrov simulácie (precision, resolution, ultra-high dynamic motion)
• simulácia desiatok až stoviek GNSS signálov v realnom čase
• použitie komerčne dostupného HW - výkonných grafických kariet (GPU)
• simulácia súčasného pohybu viacerých objektov - Multi-vehicle
• jednoduché ovládanie a tvorba scenárov z grafického prostredia nástroja Skydel SW (GUI)
• API pre Python, C# a C++ (open-source)
• generovanie dát IQ
• škálovateľná a flexibilná architektúra simulátora pomocou komerčne dostupných softvérovo definovaných rádií (SDR)

Základné parametre simulácie šírenia signálu a chýb:

• viaccestné šírenie a odrazy
• pridanie pseudorange ramps
• chyby satelitných hodín
• chyby navigačnej správy
• viacnásobné ionosférické a troposférické modely
• modely antény
• vplyv rôznych efektov na šírenie signálu
• pseudorange a ephemeris chyby
• základné interferencie (CW, Chirp, Pulse, BPSK, AWGN a BOC)

Pokročilé simulácie pre Jamming a Spoofing:

• signály rušenia pre in-band a out-band GNSS pásmo bez nutnosti použitia ďalšieho HW vybavenia
• podpora pre spoofing pre všetky licencované GNSS signály
• nastavenie parametrov simulácie pre každý vysielač: úroveň signálu, typ rušivého signálu, falošný (podvrhnutý) signál GNSS, pozícia, model antény a trajektórie
• plná kontrola nad simuláciou rušenia a spoofingu pomocou Skydel SW GUI alebo pomocou API
• GSG-8 vypočíta potrebné parametre signálu na základe pozície vysielača: úroveň výkonu, vzdialenosť k objektu a dobu šírenia signálu

Základná konfigurácia simulátora GSG-8:

• GSG-811 - simulátor s jedným RF výstupom (jedna SDR karta) a jednou GPU kartou
• GSG-821 - simulátor s dvoma RF výstupmi (dve SDR karty) a jednou GPU kartou
• GSG-831 - simulátor s tromi RF výstupmi (tri SDR karty) a jednou GPU kartou
• GSG-841 - simulátor so štyrmi RF výstupmi (štyri SDR karty) a dvoma GPU kartami

Voliteľné a rozširujúce funkcie simulátora:

• SKY-PLG-RTK – generovanie RTCM správ formou virtuálnej BTS
• SKY-PLG-SDK – vývojový kit na vytváranie a integráciu užívateľských rozšírení pre Skydel SW
• SKY-HIL – podpora v rámci HIL pre spracovanie vstupných informácií o trajektórii vozidla v reálnom čase
• SKY-EXLI – rozšírenie simulácie rýchlosti vozidla nad 600 m/s
• SKY-IQFILE – možnosť ukladania generovaných IQ dát do súboru
• SKY-MULTI – možnosť spustenia viacerých inštancií súčasne pre použitie samostatných RF výstupov pre jednotlivé simulácie (napr. RTK základne a roveru). Vyžaduje prítomnosť minimálne dvoch RF výstupov
• SKY-ADVJAM – Pokročilé simulácie pre jamming umožňuje aplikáciu vysielačov rušivých signálov definovaných ich pozíciou (statickou alebo dynamickou), modelom antény, typom signálu a úrovňou signálu. Vyžaduje prítomnosť minimálne dvoch RF výstupov
• SKY-ADVSP – Pokročilá simulácia pre spoofing umožňuje aplikáciu vysielačov falošných GNSS signálov definovaných ich pozíciou (statickou alebo dynamickou), modelom antény, podvrhnutým signálom a úrovňou signálu. Vyžaduje prítomnosť minimálne dvoch RF výstupov
• SKY-CSI – podpora pre simuláciu užívateľsky definovaných GNSS signálov (vlastná modulácia a navigačné dáta)