璟晨實業LabSat 如何提升 GNSS 設備的抗干擾能力?
在全球導航衛星系統(GNSS)深度融入社會經濟各領域的背景下,其應用場景已覆蓋消費級智能終端定位服務,以及航空航天導航、智能交通管理、高精度測繪勘探等關乎**與民***展的關鍵領域。隨著應用場景的不斷拓展,GNSS 設備的穩定運行已成為保障各行業持續健康發展的**要素。但由于當前電磁環境日趨復雜,GNSS 信號易受無意干擾或惡意攻擊,導致定位精度下降、信號失鎖等問題,嚴重威脅設備運行的可靠性與安全性。深圳市璟晨實業發展有限公司自主研發的 LabSat 系列 GNSS 錄制回放模擬器,作為具備高精度信號模擬與場景復現能力的專業測試設備,通過構建真實電磁干擾環境下的測試場景,為 GNSS 設備抗干擾性能的提升與優化提供了標準化測試驗證方案,有效推動了行業技術的創新與發展。在全球導航衛星系統(GNSS)深度滲透各領域的背景下,從智能手機日常定位到航空航天、交通測繪等關鍵場景,其設備穩定運行關乎重大。但復雜電磁環境常干擾 GNSS 信號,威脅定位精細性與可靠性。深圳市璟晨實業的 LabSat 系列作為專業 GNSS 錄制回放模擬器,有效增強設備抗干擾能力,推動行業發展。
一、***的硬件架構,筑牢抗干擾根基
以 LabSat 4 為**的 LabSat 系列產品,通過構建高規格抗干擾硬件架構,為 GNSS 設備性能優化奠定基礎。該設備采用 12 Bit 高精度量化技術,在信號采集過程中可實現納秒級時間分辨率與微伏級電壓分辨率的同步采集,***提升信號特征捕捉能力。在城市峽谷等典型多路徑效應場景下,當 GNSS 信號因建筑物遮擋、反射產生相位畸變與幅度衰減時,12 Bit 量化系統能夠完整記錄信號的多普勒頻移、碼延遲等關鍵參數的細微變化。這些高精度原始數據為后續信號處理算法提供了充足的分析樣本,通過卡爾曼濾波、自適應天線調零等技術手段,可有效分離直達波與多路徑信號,進而提升 GNSS 設備在復雜電磁環境下的干擾抑制比與定位解算精度。LabSat 具備 10 MHz 至 60 MHz 的可變帶寬設置,展現出強大的靈活性。不同的 GNSS 信號或在不同干擾場景下,對帶寬需求各異。某些新興衛星導航信號攜帶更多信息,需要更寬帶寬傳輸,而在干擾信號頻帶較寬時,也可通過調整帶寬避開干擾頻段,確保信號正常錄制與回放。這種靈活的帶寬配置,使 LabSat 能夠適應多樣化的干擾環境,為 GNSS 設備提供更穩定的測試環境,間接助力其提升抗干擾能力。
此外,LabSat 的多星座和多頻率錄制回放系統,可同時處理多個衛星系統的信號。當某一衛星系統信號受到嚴重干擾時,設備仍能依靠其他系統信號維持定位功能,增強了 GNSS 設備在復雜電磁環境下的可用性與可靠性。
二、多系統兼容,拓寬抗干擾信號源選擇
LabSat 支持 GPS、GLONASS、BeiDou、Galileo 等全球主流導航系統,同時涵蓋 QZSS、SBAS 以及商業差分誤差(如 Starfire、Omnistar 等)信號。在實際應用中,單一衛星導航系統信號受干擾的概率較高,而多系統兼容讓 LabSat 能匯聚多個系統的信號。
以海洋作業為例,船只在廣闊海域航行時,GNSS 信號易受電離層閃爍、海面反射等干擾。LabSat 可同時錄制來自不同系統的信號,當 GPS 信號受干擾時,可切換至北斗或 GLONASS 信號進行分析和測試,確保航海設備制造商能***測試設備對多系統信號的處理能力,幫助其優化設備算法,使設備在復雜海洋環境下能自動選擇抗干擾能力更強的信號源,提升定位的準確性與穩定性。
三、豐富的同步采集,提升干擾識別與應對能力
LabSat 不僅專注于 GNSS 信號本身,還具備同步采集多種其他信號的能力,包括兩路 CAN 總線信號、一路 CAN - FD 信號、一路 RS232 信號以及其它數字信號。在汽車自動駕駛系統測試中,車輛的 GNSS 定位信息需與 CAN 總線傳輸的車輛行駛狀態信息(如車速、轉向角度等)緊密配合。
LabSat 同步采集這些信號,確保它們在時間維度上嚴格對齊。在信號回放時,自動駕駛系統接收的 GNSS 信號與車輛狀態信號的同步性得以還原,如同車輛在真實道路上行駛一般。這種多信號同步采集與回放機制,有助于工程師更準確地評估 GNSS 設備在實際運行中的性能,及時發現干擾對設備整體運行的影響。例如,當干擾導致 GNSS 定位信號出現偏差時,結合同步采集的車輛狀態信號,可快速判斷偏差是否合理,從而更精細地識別干擾類型與來源,為設備制造商優化抗干擾算法提供關鍵數據支持。
四、高效數據處理,保障抗干擾測試準確性
LabSat 4 通過千兆以太網和 USB 3.0 技術實現高速數據傳輸,并配備 7.6 TB 的大容量存儲媒體。在錄制過程中,高速傳輸確保大量 GNSS 信號數據能實時、完整地存儲,避免因傳輸延遲導致信號丟失或失真,這對于準確捕捉干擾信號特征至關重要。大容量存儲可滿足長時間、多場景的信號錄制需求,例如在對航空飛行器進行 GNSS 信號測試時,可能需要連續數小時甚至數天錄制飛行器在不同飛行階段、不同空域的 GNSS 信號。
在回放階段,高速數據讀取能以高保真狀態輸出信號,為抗干擾測試提供穩定、準確的信號源。基于準確的測試數據,GNSS 設備制造商可深入分析設備在不同干擾場景下的性能表現,優化設備內部的信號處理算法,增強設備對干擾信號的過濾和抑制能力,提升抗干擾性能。
五、配套軟件拓展,模擬復雜干擾場景
SatGen 模擬軟件與 LabSat 搭配使用,為提升 GNSS 設備抗干擾能力提供了更多可能。SatGen 軟件可創建自定義場景,如設定特定時間、日期和位置,模擬衛星在不同場景下的運行軌跡,同時能模擬各種復雜的干擾環境,包括常見的窄帶干擾、寬帶干擾、多徑干擾等。
在測試無人機飛行路徑規劃功能時,利用 SatGen 創建包含復雜地形、信號干擾區域的模擬場景,LabSat 錄制該場景下的 GNSS 信號。回放時,無人機測試系統接收高保真的模擬信號,能更真實地檢驗其在復雜環境下的導航準確性與可靠性。通過模擬不同類型、不同強度的干擾場景,無人機制造商可針對性地優化無人機的 GNSS 抗干擾算法,提高其在實際飛行中抵御干擾的能力,保障飛行安全。
LabSat 憑借先進的硬件架構、多系統兼容特性、豐富的同步采集功能、高效的數據處理能力以及強大的配套軟件拓展,從多個維度為提升 GNSS 設備抗干擾能力提供了***且強大的解決方案。無論是在科研機構對 GNSS 抗干擾技術的深入研究,還是企業在相關產品研發、測試環節,LabSat 都憑借其***性能,助力提升 GNSS 設備的性能與可靠性,推動 GNSS 技術在各行業的穩定應用與發展。
深圳市璟晨實業發展有限公司始創建于2009年12月28日,正式成立于2019年11月20日,公司主要業務包括工業及科學類儀器儀表;工業測試實驗室儀器及方案的研發和教育類儀器銷售;醫院智能康復系統的研究和開發;以及綜合成像解決方案的研究和開收。
共用配套設備的研發和生產: 儀器儀表及GNSS衛星導航模擬信號源及測試系統的研發和銷售,電視信號源及TV電視中心信號源測試系統的研發與銷售。智能安防系統、相關設備;全球定位系統及相關配套產品;物聯網應用推廣。
合作單位:深圳比亞迪汽車電子有限公司,比亞迪股份有限公司,江蘇中船集團、豐島集團,深圳創維汽車電子有限公司,創維集團,康佳集團,廈門博泰汽車電子有限公司,重慶郵電大學,天津中標檢測認證有限公司,南昌工程學院等。