Testen von GPS/ GNSS-Geräten und Anwendungen
Die Nachfrage nach höherer Positionsgenauigkeit im Massenmarkt treibt die Einführung von Multi-Konstellations- und Multi-Frequenz-GNSS-Technologien voran.
GPS-Chipsätze sind heute in nahezu allen Smartphones, Tablets, Wearables und Fahrzeugsystemen zu finden. Während die ersten Empfänger nur GPS L1 verarbeiten konnten, unterstützen inzwischen über 70 % der verfügbaren Massenmarkt-Chipsätze mehrere Konstellationen und kombinieren Daten von zwei oder drei Satellitensystemen. Mit neuen Signalen und Diensten wie Galileo, QZSS, BeiDou, GPS L1C/L2C und GLONASS-CDMA wird sich dieser Trend weiter verstärken.
Noch basieren die meisten GNSS-Chipsätze und -Module im Consumer-Bereich (Smartphones, Wearables, Fahrzeugelektronik) auf einer einzigen Frequenz (E1/L1).
Allerdings gibt es seit einigen Jahren einen klaren Trend hin zu Dual-Frequency-Chipsätzen, mit der Integration zusätzlicher Frequenzen wie L2C, E5 und L5 zu erwarten – ein Fortschritt, der die Genauigkeit insbesondere in städtischen Umgebungen erheblich steigern wird.
Damit erreichen Smartphones und andere Consumer-Geräte Positionsgenauigkeiten, die bislang nur High-End-Empfängern vorbehalten waren, und eröffnen so neue Anwendungsmöglichkeiten.
Neben der wachsenden Kundennachfrage prägen auch Technologiekonzerne wie Apple und Google die Entwicklung. So kündigte Google bereits 2016 auf seiner Entwicklerkonferenz an, App-Entwicklern Zugriff auf GNSS-Rohdaten von Mobilgeräten zu ermöglichen. Dies umfasst Pseudoentfernungen, Doppler und Trägerphasen – Daten, die bislang nur High-End-GPS-Empfängern vorbehalten waren – und eröffnet App-Entwicklern völlig neue Möglichkeiten für innovative Anwendungen.
Was bedeutet dies für Entwickler von GNSS-integrierten Geräten und Anwendungen?
Die steigende Leistungfägigkeit von GNSS-Chipsätzen und -Modulen macht es nicht leicht, deren Entwicklung und Prüfung innerhalb desgewohnten Budgets und Zeitplans zu halten. Erfolgreiches Testen erfordert einen erheblichen Zeit- und Ressourcenaufwand.
Es gibt drei Alternativen zum Testen von GNSS-integrierten Geräten: Feldtests, Laborsimulation und Aufzeichnung und Wiedergabe von realen Signalen.
Feldtests können aufgrund der Dynamik von GNSS-Konstellationen keine zuverlässigen, wiederholbaren Testbedingungen bieten, während Laborsimulationen die in der realen Welt vorherrschenden Live-Sky-Bedingungen nicht kosteneffektiv anbieten können.
Durch seine Fähigkeit reale GNSS-Signale aufzuzeichnen und wiederherzugeben, kombiniert LabSat die Vorteile von Feldprüfung und von Simulation und überwindet gleichzeitig deren größte Einschränkungen.
Mit LabSat können Sie konsistente, zuverlässige und wiederholbare Signalszenarien in der Sicherheit Ihrer Testeinrichtung wiedergeben.
LabSat bietet Ingenieuren und Entwicklern die Möglichkeit, die Live-Himmelsbedingungen, denen das Gerät oder die Anwendung ausgesetzt wäre, zu minimalen Kosten aufzuzeichnen.
Beispielsweise können Bedingungen in der Luft, zur See- und dem Land auf einfache Weise aufgezeichnet werden, indem ein LabSat ins Flugzeug, Schiff oder Fahrzeug mitgenommen wird und die während des Versuchs aufgetretenen GNSS-Bedingungen aufgezeichnet werden.
Zurück in der Testanlage kann das aufgezeichnete Szenario immer wieder abgespielt werden.
Durch diese Replikation von GNSS-Signalen können mehrere Geräte, Firmware oder Anwendungen kontinuierlich getestet werden.
Wenn ein Problem auftritt, kann das GPS-Gerät oder die Anwendung heruntergefahren, geändert, wiederhergestellt und erneut getestet werden.
Häufig gestellte Fragen
Wir haben versucht, einige der am häufigsten gestellten Fragen zum Testen von GNSS-Geräten und -Anwendungen zu beantworten. Sollten wir dennoch Fragen haben, zögern Sie bitte nicht, sich mit uns in Verbindung zu setzen. Einer unserer LabSat-Experten hilft Ihnen gerne weiter.
JA. Derzeit gibt es drei weltweit vollständig operative GNSS-Konstellationen: GPS, GLONASS und BeiDou. Alle drei werden von den GNSS-Simulatoren von RACELOGIC abgedeckt, ebenso wie die neuen Galileo-Konstellationen, die derzeit entwickelt werden.
LabSat 3 kann je nach verwendetem Modell eine, zwei oder drei Konstellationen im L1 / B1-Frequenzband aufzeichnen, sowie Signale der Augmentationssysteme. Die weltraumgestützten Augmentationssysteme (SBAS) liefern Satellitenkorrektursignale zurück zur Erde, um die Genauigkeit und Integrität zu verbessern. LabSat wird das US-amerikanische Wide Area Augmentation System (WAAS), den European Geostationary Navigation Overlay Service (EGNOS) und die japanischen MSAS-Systemsignale neben den GPS-Navigationssignalen aufzeichnen. Während der Wiedergabe können Sie also testen, ob Ihre Geräte diese Dienste nutzen können, ohne das Labor zu verlassen.
LabSat 4 zeichnet mehrere Konstellationen auf mehreren Frequenzbändern auf. Es kann die gleichen SBAS-Signale aufzeichnen wie LabSat 3, sowie die GPS-gestützte GEO Augmented Navigation (GAGAN) und das russische System für Differentialkorrekturen und -überwachung (SDCM). Darüber hinaus zeichnet LabSat 4 kommerzielle Differenzialdienste wie OmniStar, TerraStar und StarFire auf, mit denen die Genauigkeit auf bis zu 5 cm erhöht werden kann.
Ja, mit LabSat 4. Mit einer Bandbreite von bis zu 56 MHz und einer Abtastungsrate von bis zu 6 Bit, kann LabSat 3 Wideband nahezu jede Kombination von Konstellation und Signal verarbeiten, die heute vorhanden ist.
Zudem verfügt LabSat 4 über genügend freie Kapazität für künftig geplante Signale. Mithilfe LabSat 4 können Sie schon jetzt Produkte entwickeln, die mit der nächsten Generation von GNSS-Empfängern (L2C, L5, and L1C) kompatibel sind.
Es ist eine bewährte Vorgehensweise, Geräte und Anwendungen gezielt auf bekannte GNSS-Probleme zu testen. So stoßen Entwickler beispielsweise häufig auf Schwierigkeiten, wenn Anwendungen negative Breiten- oder Längengradwerte nicht verarbeiten können oder Probleme mit Dezimalgraden beim Annähern oder Überqueren der Meridianlinie auftreten.
Mit unserer SatGen GNSS-Simulationssoftware lassen sich Szenarien an jedem beliebigen Ort der Welt erstellen – ob statisch, dynamisch oder orbital. Dynamische Pfade können aus NMEA-, Google-KML- oder VBOX-Dateien generiert werden und ermöglichen die Nachbildung nahezu jeder Situation: von einem Raketenflug über eine Drohnenmission oder die Route eines autonomen Fahrzeugs bis hin zu einer komplexen Rennstrecke mit anspruchsvollen Kurven und Steigungen.
LabSat-Systeme können zudem Signale eines GNSS-Simulators aufzeichnen und im Labor wiedergeben – besonders nützlich, um Signale zu testen, die noch nicht verfügbar sind, wie etwa die vollständige Galileo-Konstellation.
Ja. LabSat 3 und LabSat 4 können RS232, CAN und Dual-CAN zusammen mit digitaler E/ A aufzeichnen. Mit dem Erweiterungsadapteranschluss, der mit Dual- und Dreifachkonstellationssystemen geliefert wird, können neben dem GNSS-Signal externe Daten in Echtzeit aufgezeichnet werden. Dies bedeutet, dass bei der Wiedergabe die externen Daten eng mit dem GNSS-Signal synchronisiert werden.