仿真測試實驗室方案
北斗導航仿真測試實驗室方案
北斗多模導航仿真測試實驗室是北斗教儀公司針對高等院校及科研院所在北斗導航基礎研究、終端調試和試驗驗證等領域開發的專業仿真測試實驗室。
該實驗室充分發揮我司多年來在北斗導航仿真測試領域的技術優勢，可以推動北斗導航仿真測試合作研究，提供測試仿真場景數據，方便客戶靈活應用，為從事北斗導航仿真測試的科研機構提供相應的技術研究、方案論證和模型驗證等支持。同時可以極大地提升導航裝備研制能力和質量水準，是各高等院校、科研院所開展導航檢測技術研究及培養檢測人才必備的實驗平臺。
衛星導航系統中的接收設備利用導航衛星的導航信號進行定位，測速、定時以及信息傳送。接收終端設備的功能和性能指標的好壞，直接影響導航系統的應用性能，因此必須對各種類型的接收終端設備進行全面的測試，以檢驗這些接收終端設備是否滿足設計要求。北斗多模導航仿真實驗室設備提供系統仿真數據、仿真測試場景和路采實測場景三大類數據，對各類接收終端設備實現衛星不在軌、室內或臨界條件下的測試，或指定條件下的重復測試提供了強有力的支撐，提升了北斗衛星導航系統仿真測試能力和測試場景可信度水平。
北斗多模導航仿真實驗室由多星座衛星信號模擬器、衛星信號采集回放儀、衛星信號轉發器、功分器、控制計算機以及評估計算機等組成，可對用戶設備進行有線測試和無線測試，可選用模擬器、室外信號、路測采集信號等多種衛星信號來源，滿足用戶對不同場景的各種測試需求。
衛星信號模擬器產生的射頻信號、采集回放儀回放場景輸出的射頻信號、轉發器室外天線接收到的真實信號通過射頻電纜和1分8功率分配器以有線方式同時為最多8個用戶機提供衛星導航信號。
用戶機可將其定位數據通過串口服務器實時上報給控制計算機（使用模擬器作為信號來源時），根據模擬器仿真的理想數據和用戶機上報的測試數據進行對比評估；或上報給評估計算機（使用轉發器或采集回放儀作為信號來源時），由專業統計分析軟件進行定位結果評估。
衛星信號模擬器產生的射頻信號、采集回放儀回放場景輸出的射頻信號、轉發器室外天線接收到的真實信號均可通過射頻電纜連接到轉發器用過發射天線為用戶機提供廣播的衛星導航信號。測試設備置于實驗室內通過接收天線接收衛星導航信號進行解算定位。
與有線方式測試相同，用戶機可將其定位數據通過串口服務器實時上報給控制計算機（使用模擬器作為信號來源時），根據模擬器仿真的理想數據和用戶機上報的測試數據進行對比評估；或上報給評估計算機（使用轉發器或采集回放儀作為信號來源時），由專業統計分析軟件進行定位結果評估。
控制計算機上安裝的模擬器控制軟件通過以太網與導航信號模擬器通信，實現對模擬器硬件的訪問控制和導航信號仿真狀態參數的監測和各種配置參數的傳輸，以及完成對輸出各個頻點信號的功率衰減控制和調制方式控制。
當使用模擬器作為信號來源時，控制計算機上的測試評估軟件系統可根據模擬器仿真的理想數據和用戶機上報的測試數據進行對比評估。
使用轉發器或采集回放儀作為信號來源時，可在評估計算機上通過專業統計分析軟件進行定位結果評估。
在北斗衛星導航定位產品的測試開發過程中，衛星信號模擬器能夠為快速構建滿足功能和性能要求的軟硬件提供環境制成，是實現數字、半實物等不同層次的實時設計及仿真的環境。主要有如下功能：
l多體制
支持多種衛星導航系統兼容仿真，能夠模擬BDS、GPS、GLONASS和Galileo衛星導航信號。
l星座仿真
具有數仿軟件，可仿真衛星星座、衛星鐘差、設備時延、相對論效應，可仿真電離層、對流層對導航信號的影響，可仿真廣域差分和完好性信息，可仿真靜態用戶、低動態用戶、高動態用戶的導航信號特性。
l軌跡仿真
具有載體運動軌跡場景生成、載體運動軌跡文件讀取、以及實時接收載體的運動軌跡（閉環仿真）功能；
l實時閉環
具備實施閉環功能，能夠實時接收大系統仿真機或運動載體的軌跡數據，實時生成衛星導航信號，滿足仿真和半實物實時仿真系統閉環仿真的需求。
l天線方向圖建模
具備接收機天線方向圖建模功能，同時能夠接收外部輸入的天線方向圖數據，使仿真更加接近真實情況。
l慣導輔助
具備輸出慣導輔助信息功能。沒有外部慣導輸入時，能夠在軌跡中配置姿態變化信息；有外部慣導數據時，上位機能夠接收外部輸入的慣導信息，利用配置/輸入的慣導信息結合天線方向圖生成衛星導航信號。
l多徑信號
具備仿真多徑功能。
l偽距異常仿真
可仿真某顆衛星出現異常偽距現象，以測試接收機的自主完好性功能。
l信號控制
可以控制導航信號的中斷、恢復、某個衛星信號的開關。
l功率可控
能夠調整導航信號的輸出功率，以模擬載體運動過程中信號強度的變化，同時能反映高低仰角時導航信號功率變化情況。
l可視化
具有顯示系統運行時的衛星狀態、載體運行軌跡、星下軌跡的功能。
l可配置
能夠通過人機交互界面配置仿真時間、靜態載體軌跡、動態載體軌跡、特殊載體軌跡和INS信息等參數，能夠接收外部軌跡文件的輸入并根據該文件的內容生成相應衛星信號。能夠在各個射頻及中頻輸出端口指定該通道中的衛星信號數目及星號。
l實時閉環：能夠實現與其他相關系統的閉環聯合仿真測試，能夠接收其他系統仿真的用戶軌跡數據，實時生成衛星導航信號。
l多體制：數學仿真能夠模擬BD2、GPS 和GLONASS 衛星導航信號，能夠模擬慣導系統輸出，既可以根據本地用戶軌跡文件和天線陣列模型及姿態文件進行仿真，又可以根據外部實時用戶軌跡和天線陣列模型及姿態數據進行實時仿真。
l系統擴展能力：現有硬件平臺下能夠通過簡單升級作為其他頻點使用，也可以通過增加模塊實現頻點及功能的擴展。
l高動態信號模擬：在高動態條件下，信號模擬仿真應有足夠高的數據采樣率，保證動態信號的連續性。
