您的位置:澳门皇冠金沙网站 > 通讯产品 > 卫星导航市场爆发遇测试瓶颈:思博伦全面仿真

卫星导航市场爆发遇测试瓶颈:思博伦全面仿真

2020-04-07 11:12

6月13日消息你是我的眼,带我穿越拥挤的人潮;因为你是我的眼,让我看见这世界就在我眼前。恰似歌中唱的那样,对于那些习惯了使用卫星导航产品来驾驶车辆的朋友而言,全球导航卫星系统就像是人类在太空中的眼睛,谁拥有了这双神奇的眼睛,谁就能更准确地看清这个世界以及确定自己的位置。

图片 1

不过,由于多方面原因,目前市场上的卫星导航产品经常会出现定位不准确、用户体验差等诸多问题。因此,如何实现导航卫星系统所预期的性能与质量体验,关键是如何在复杂、变化的真实场景中准确测试用户设备。

转自知乎问题 下 我们的太空 的回答

问题描述:

是一个课上项目,假设只选用一个系统来完成定位和测速,不是民用常见的多系统联合使用。

我目前的猜想,对挪威地区最重要的是geometric dilution of precision(GDOP,几何稀释值),也就是在高纬度地区能不能找到分布分散的至少4星。图来自北斗官网,能比较直观的表现中国地区增强系统。我没有找到其他系统的对应图片。

非常欢迎更多观点和资料补充,谢谢参与回答的各位

补充:

这是北斗最近的报告,可以看出北欧的覆盖比想象要好。欢迎提供更多其他系统的资料。

与此同时,在全球四大导航卫星系统并存的时代,导航卫星系统将面临哪些挑战?如何通过有效的测试手段来保证极佳的用户体验?对此,在近日举行的第三届中国卫星导航学术年会期间,思博伦公司卫星导航产品总部产品经理Stephen Hickling在接受C114专访时为我们进行了详细解读。

​回答原文如下:

卫星导航市场爆发:四大系统并存

作者:我们的太空链接:来源:知乎著作权归作者所有。商业转载请联系作者获得授权,非商业转载请注明出处。

谈起卫星导航,人们很自然地会联想到GPS。其实,美国GPS只是众多导航卫星系统中的一员。早在20世纪90年代中期开始,欧盟为了打破美国在卫星定位、导航、授时市场中的垄断地位,推出了Galileo 计划。

四大全球卫星导航系统服务性能的初步分析

Global Navigation Satellite System的中文译名为全球导航卫星系统,全球卫星导航国际委员会已将美国的GPS系统、欧盟的Galileo系统、俄罗斯的GLONASS以及中国的Compass北斗系统纳入了GNSS的体系中。

首先,科普一下,卫星导航系统精度与哪些因素相关

虽然全球导航卫星系统市场从GPS一家独大变成了四大天王各领风骚的格局,但在Stephen Hickling看来,由于虽然各国均拥有自己的卫星导航系统且拥具有独立性,这四大系统之间并非竞争关系,而应是一种合作和互补的关系。多系统的应用有利于提高用户的定位精度,改善导航定位的连续性、可用性和完好性。目前来看,GPS系统在技术成熟度和市场份额等方面仍然占据一定的优势。

卫星导航系统的定位精度主要由两方面因素决定,一是位置精度衰减因子,主要取决于星座的覆盖特性,一般来说,用户可观测到的卫星数越多,与用户的几何构型越好,PDOP值就更优。目前,世界四大全球卫星导航系统,PDOP全球均值一般为2左右。二是用户等效测距误差,该误差是由空间段卫星轨道钟差、传输环境段的电离层和对流层误差、用户段接收机噪声和多径误差等三部分误差项共同组成。目前,四大系统UERE一般为2.0米左右。PDOP与UERE两者的乘积即为系统定位精度。

随着全球四大导航卫星系统格局的形成,全球导航产业也迎来了井喷式发展。目前,包括美国、俄罗斯、欧盟、中国在内的国家或地区都不惜投入巨资建设全球导航卫星系统。据有关机构预计,到2013年,全球卫星导航产业的市场规模将达到2400亿美元,而这一数字在1996年仅为16.9亿美元。

目前, 美国GPS系统和俄罗斯GLONASS系统均已满星座运行,实现全球覆盖,为全球用户提供服务;我国北斗卫星导航系统2018年底完成基本系统建设并开通全球服务 2020年底将完成30颗卫星全星座组网部署;欧洲Galileo系统由30颗MEO卫星组成,2016年提供初始运行服务,计划在2020年实现全面运行能力。

导航产品问题频发:仿真测试成关键

综上,全球四大卫星导航系统都已具备全球覆盖能力,用户测距误差相当,在PDOP上的差异也较小,无论是在挪威,还是在世界任何其他地方,都能够保证用户能够看到足够数目的卫星,四个卫星导航系统性能基本相当。

卫星导航产业的蓬勃发展使得市场上出现了五花八门的导航产品。但是,目前市场上的卫星导航产品经常会出现定位不准确、用户体验差等诸多问题。因此,若想实现导航卫星系统所预期的性能与质量体验,必须准确测试用户设备。

让我们用仿真数据来做分析

然而,当前导航卫星系统及产品的测试正面临着巨大的挑战。Stephen Hickling指出,以目前市场占有率最大的GPS为例,其测试可以分为现场测试与实验室测试两种。但是,由于GPS现场测试面临卫星位置及大气条件等因素永远处于变化中,使得现场测试缺乏可重复性和成本高昂等多种瓶颈,不利于卫星导航产品的研发。

基于全球四大系统的星座性能参数、星座构型,来仿真分析四大系统在挪威的PDOP值和可见卫星数结果。

而利用GNSS信号仿真系统的实验室测试方式不仅具有可重复性、可控性,还可以明显地降低现场测试的成本,缩短产品的上市时间。Stephen Hickling进一步表示,伴随中国北斗系统的即将商用,全球四大导航卫星系统已蓄势待发,许多主流芯片厂商已经开始着手多系统即Multi-GNSS产品的研发,而Multi-GNSS此刻最需要的就是一个GPS/GLONASS/Galileo/Compass的仿真环境。

值得注意的是,在挪威等高纬度地区,由于俄GLONASS星座设计时,轨道倾角大于其他三大GNSS,较多考虑了对包括其国土在内的高纬度地区的覆盖,因此相对而言GLONASS系统在高纬度地区PDOP比低纬度地区略优。

GNSS星座构型

图1 GPS星座构型图2北斗MEO星座构型图3 GLONASS星座构型图4 Galileo星座构型

分析结果

对挪威地区的PDOP和卫星可见性进行了仿真。

各GNSS PDOP值覆盖情况分别如下图所示。图5 GPS星座全球PDOP值覆盖图图6北斗星座全球PDOP值覆盖图图7 GLONASS星座全球PDOP值覆盖图图8Galileo星座全球PDOP值覆盖图

2、各GNSS 可见卫星平均数目分别如下图所示。

图9奥斯陆GPS卫星可见性最大值随时间变化图10奥斯陆北斗卫星可见性最大值随时间变化图11奥斯陆GLONASS卫星可见性最大值随时间变化图12奥斯陆Galileo卫星可见性最大值随时间变化

通过上述分析,各系统星座在挪威首都奥斯陆的PDOP值和卫星可见数目见表2。

本文由澳门皇冠金沙网站发布于通讯产品,转载请注明出处:卫星导航市场爆发遇测试瓶颈:思博伦全面仿真

关键词: