Dlaczego warto używać symulatora GPS?

Opublikowano w Applications

GPS-constallationKażdy pracujący z urządzeniami GPS doceni możliwości wykonywania autentycznych i powtarzalnych testów skracających czas tworzenia produktu i redukujących koszty.

Nie ważne jakie jest przeznaczenie produktu GPS który tworzysz, ani jakie funkcje ma pełnić, na pewno będziesz musiał go przetestować w różnych warunkach. Odbiór sygnału, efekt jego przetworzenia, a co za tym idzie wydajność urządzenia przełożą się na jego sukces.

multipathNie wystarczy po prostu wyjść na zewnątrz, uzyskać pozycję i potraktować test jako wykonany. Tu nie chodzi o to jak Twoje urządzenie zachowuje się w tej chwili, w wielu wypadkach będzie ono narażone na wielodrożność (multipath reflection), zaniki sygnału i inne zakłócenia. Dlatego bardzo ważne jest abyś poznał jak będzie się ono zachowywać w takich warunkach. Wprowadzenie tych różnych utrudnień do aktualnych warunków może okazać się całkowicie niepraktyczne i znacząco wydłuży wprowadzenie produktu na rynek.

Symulator GPS daje producentom szerokie możliwości. Najbardziej oczywistym jest WYGODA - masz możliwość odgrywania satelitarnych danych RF bezpośrednio do swojego urządzenia, bez konieczności opuszczania biura lub pracowni.

Czym jest symulator GPS? (kliknij aby otworzyć)

Symulator GPS (lub GNSS) wysyła dokładnie ten sam rodzaj fali jaka jest emitowana przez satelity. Sygnał zawiera wszystkie informacje, również datę i czas, które urządzenie GPS jest w stanie odebrać i potraktować tak jakby w rzeczywistości znajdowało się w takich warunkach.

Gdy odbiornik jest podłączony do symulatora zachowuje sie dokładnie tak jakby był na zewnątrz, poruszając się zgodnie z odgrywanym scenariuszem. Symulacja GPS wprowadza konsekwencje. Nowotworzone urządzenie może być oceniane na podstawie zawsze tych samych parametrów siły i jakości sygnału, a nie w oparciu o zawsze inne i zmienne dane z bezpośrednich pomiarów satelitarnych.

Symulacja GPS wprowadza konsekwencje. Nowotworzone urządzenie może być oceniane na podstawie zawsze tych samych parametrów siły i jakości sygnału, a nie w oparciu o zawsze inne i zmienne dane z bezpośrednich pomiarów satelitarnych.

Jakie rodzaje symulatorów GPS są dostępne? (kliknij aby otworzyć)

Wyróżnia się trzy rodzaje symulatorów: GPS engine simulators, RF signal Record/Replay simulators oraz Full Constellation Simulators.

GPS Engine Simulators

Są to symulatory znane jako "softwarowe" i są najbardziej podstawowym rodzajem symulacji. Generują to samo co odbiorniki GPS/GLONASS - zazwyczaj wiadomość tekstową NMEA. Korzystanie z tego rodzaju symulatorów całkowicie wyklucza udział silnika GNSS z testów, ponieważ informacja o pozycji jest wprowadzana do testowanego systemu poza odbiornikiem. Tego rodzaju symulatory są to zazwyczaj programy, które przesyłają dane na port szeregowy i są stosowane przez programistów którzy nie są zainteresowani działaniem odbiornika GNSS jako takim.

GPS RF Record / Replay systems

Symulatory tego typu z bardzo dużą częstotliwością odbierają "prawdziwy" sygnał z konstelacji GPS/GLONASS/Galileo/Beidou/QZSS. Sygnał RF jest konwertowany do postaci cyfrowej i zapisywany na dysku twardym. Tak zapisane dane są następnie odtwarzane w postaci fal radiowych bezpośrednio do testowanego odbiornika z zachowaniem swojego oryginalnego charakteru.

Full Constellation Simulators

Tego rodzaju symulatory generują od podstaw sztuczny sygnał dla całych konstelacji satelitów. Sygnał o zadanych parametrach można generować w czasie rzeczywistym za pomocą dedykowanego (ale drogiego) sprzętu lub przygotować na komputerze PC odpowiedni plik z symulacją do późniejszego odtworzenia z użyciem prostszego systemu "Nagraj i Odtwórz".

Dotychczas symulatory GPS były bardzo drogie. Zarówno specjalistyczne urządzenia jak i profesjonalne programy tworzące sygnał RF były dostępne głównie dla ośrodków naukowych i firm dysponujących dużym budżetem na działy badawczo-rozwojowe. Z pewnością takie narzędzia pozwalają zachować powtarzalność warunków testowych jednakże sygnał przez nie emitowany nie odzwierciedla warunków "prawdziwego świata".

Programiści są postawieni przed wyborem: czy wykonywać niepraktyczne, czasochłonne i kosztowne testy "na żywo", czy zdecydować się na bardzo drogi i niedający rzeczywistego sygnału symulator GPS.

Rozwiązaniem tej rozterki jest urządzenie nagrywające, odtwarzające i symulujące, umożliwiające przeprowadzenie pełnego zakresu testów. LabSat 3 nagrywa prawdziwy sygnał GNSS włącznie z jego niedoskonałościami spowodowanymi np. przez drzewa i mosty, a następnie umożliwia odtworzenie niezliczoną ilość razy na stanowisku testowym. W połączeniu z oprogramowaniem SatGen, LabSat 3 może również odtwarzać sztuczne sygnały GNSS.