思博倫衛星導航模擬器如何使用NMEA文件進行軌跡仿真-云帆興燁

發表日期:2023/07/14 瀏覽次數:

在導航接收機測試中,靜態位置和圓周運動是最常用的測試軌跡,但有時客戶希望導入自己設計的軌跡文件甚至是路測采集的點位數據,并使用思博倫衛星導航模擬器進行信號仿真,這樣測試終端的定位結果就會方便的在地圖上查看。本文將介紹如何把軌跡數據放到PosApp中,豐富載體的軌跡仿真。


使用NMEA數據制作點位


NMEA是最容易獲取到的接收機輸出格式。PosApp軟件支持直接導入NMEA數據作為仿真的軌跡。

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GPS為例,NMEA數據中的GPGGA等格式都包含有位置和與其相對應的UTC時間信息。下圖是一組GPGGA的示例。


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把包含有GGA或GLL數據的NMEA點位文件后綴名改為.umt,然后放到場景的文件夾下,就可以提供給PosApp軟件使用了。我們希望在使用數據前,對這個NMEA數據進行一下數據清洗,例如去掉不含位置信息和一些格式不正確的文件行,避免異常情況的發生。

 

導入NMEA點位文件的具體步驟如下:


1. 在場景樹的Vehicle下單擊右鍵


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2.    選擇一個非靜態的載體類型,比如simple motion model


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3.    在Motion下的User motion file前打鉤


4.    右鍵選擇準備好的.umt文件

 

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5.    如果點位文件導入成功,可以在Ground Track上觀察到初始點位的更新,此時運行場景即可。


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對于SimReplayPlus用戶,可以直接使用NMEA格式的點位文件,而且文件不需要進行校驗;

對于SimTest用戶,可以把NMEA點位發送給Spirent Support添加校驗后使用,如果沒有添加校驗軟件會有如下提示 “Invalid checksum in file: nmea.umt


進一步說明


我們可以使用SimGEN的NMEA output file功能,利用SimGEN豐富的用戶軌跡類型,錄制一組nmea數據,把后綴改為.umt也可以制作一組umt文件提供給SimReplayPlus或者SimTest使用。


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一般來說點位文件中兩行位置信息的時間間隔越小,仿真精度越高。模擬器使用三次樣條插值的方法在NMEA數據之間插入點位,所以NMEA數據不是必須按照固定的頻率進行。但是點位數據里的噪聲會影響到動態的仿真信號的質量,仿真引擎會據此作出權衡。例如,如果給出的NMEA數據有頻繁的軌跡異常跳變,那么軌跡仿真可能會給出非預期的大動態,影響接收機的信號接收。

 

另外,如果NMEA數據的時間戳和仿真場景的時間戳不一致。軟件會把第一個NMEA數據點應用在仿真的起始時刻,后續點位依此順序播放。例如:場景2022年1月2日 12:00,第一個NMEA是2011年1月1日 0:00。那么仿真的時候,NMEA第一個位置是作為仿真的起始點。NMEA后續點位的時間戳自動增加1年1天12小時。如果用戶只關注軌跡點,不關注對應的時間,那么就不用考慮時間戳對齊的情況。


高級應用 – 結合真實歷書


如果用戶下載或者接收到了歷書/星歷信息,就可以仿真出更加接近真實的仿真場景。具體步驟如下:

1.  在場景樹的GPSsignal sources file->Orbit中選擇Loadorbits from file并加載歷書文件


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2.     設置仿真起始時刻Starttime與NMEA文件的點位時戳一致

3.     制作并導入路測的umt點位文件

4.     啟動PosApp軟件仿真


經過這樣的設置,不僅仿真載體位置與路測軌跡相同,而且時間與收到的衛星號也與實際情況相同。更有利于測試的開展。


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總結


相信通過上面的介紹,您也可以制作各種不同軌跡的場景,豐富測試場景庫,并更好擴展衛星導航模擬器的應用領域。此外對于復雜的六自由度仿真,思博倫還提供了MOT/MOTB的點位格式和軌跡平滑工具Check Motion Utility,我們會在以后的文章中加以介紹。



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