Testen von GPS/ GNSS-Geräten und Anwendungen

Die Nachfrage nach einer besseren Positionsgenauigkeit für Massenmarktprodukte treibt die Einführung von Multi-Konstellations- und Multi-Frequenz-GNSS-Technologien voran.

GPS-Chipsätze sind heutzutage in fast allen Smartphones, Tablets, tragbaren Geräten und Fahrzeugsystemen zu finden. Während der erste GPS-Empfänger nur GPS L1 verfolgen konnte, sind bereits über 70% aller derzeit auf dem Massenmarkt erhältlichen Chipsätze multikonstellationsfähig und kombinieren Satellitendaten aus zwei oder sogar drei verschiedenen Konstellationen.

Mit neuen Konstellationen und Signalen wie Galileo, QZSS, BeiDou, GPS-L1C, GPS-L2C und GLONASS-CDMA dürfte sich dieser Trend fortsetzen.

Obwohl alle diese GNSS-Chipsätze oder -Module immer noch auf einer einzigen Frequenz (E1 / L1) beruhen, um den Standort zu bestimmen, wird die Aufnahme der neuen L2C / E5 / L5-Signale in den kommenden Jahren erwartet. Dies wird die Genauigkeit noch weiter verbessern, insbesondere in städtischen Schluchten.

Smartphones und andere Consumer-Geräte werden in Kürze in der Lage sein, einen so genauen Standort anzugeben, dass sie für eine Reihe von Anwendungen in Frage kommen, die jetzt nur von High-End-Geräten bedient werden.

Neben der steigenden Kundennachfrage, prägen Big Player wie Apple und Google die Landschaft der GNSS-integrierten Produkte. Google gab beispielsweise auf seiner jährlichen Konferenz für Entwickler im Mai 2016 bekannt, dass es Anwendungsentwicklern den Zugriff auf GNSS-Rohdaten von einem Telefon aus ermöglichen wird.

Dies bedeutet, dass Entwickler Pseudoentfernungen, Doppler und Trägerphasen von einem Telefon oder Tablet erhalten können, das normalerweise nur in High-End-GPS-Empfängern verfügbar ist. Dadurch erhalten App-Entwickler mehr Ressourcen für die Erstellung innovativer 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.

Kann ich mehrere Konstellationen testen?

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 3 Wideband 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 3 Wideband kommerzielle Differenzialdienste wie OmniStar, TerraStar und StarFire auf, mit denen die Genauigkeit auf bis zu 5 cm erhöht werden kann.

Kann ich mehrere Frequenzen testen?

Ja, mit LabSat 3 Wideband. 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 3 Wideband über genügend freie Kapazität für künftig geplante Signale. Mithilfe LabSat 3 Wideband können Sie schon jetzt Produkte entwickeln, die mit der nächsten Generation von GNSS-Empfängern (L2C, L5, and L1C) kompatibel sind.

Kann ich Geräte/ Anwendung überall auf der Welt testen?

In der Produktentwicklungsphase empfiehlt es sich, Ihr Gerät oder Ihre Anwendung auf bekannte Probleme zu testen.

Beispielsweise haben viele Entwickler Probleme bei der Verarbeitung von negativen Breiten- bzw. Längengradkoordinaten oder Dezimalgraden festgestellt, wenn sich Geräte/Anwendungen der Meridianlinie nähern oder diese kreuzen.

Mit der SatGen-Software können Sie Szenarien erstellen, die verschiedene statische oder dynamische Situationen an jedem beliebigen Ort auf der Welt abbilden. Benutzerdefinierte dynamische Pfade können mithilfe von NMEA-, Google KML- oder VBOX-Dateien erstellt werden. SatGen kann alle möglichen Szenarien nachbilden, von einer Raketenfahrt, einem Drohnenflug oder einer autonomen Autofahrt bis hin zu einer komplexen Rennstrecke mit hohen dynamischen Kurven und Steigungen.

LabSat kann auch von einem GNSS-Simulator aufzeichnen und im Labor wiedergeben. Dies ist nützlich, um noch nicht vorhandene Signale wie die vollständige Galileo-Konstellation zu testen.

Kann ich andere externe Daten aufzeichnen?

Ja. LabSat 3 und LabSat 3 Wideband 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.

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