思博倫衛(wèi)星導(dǎo)航模擬器如何使用NMEA文件進(jìn)行軌跡仿真-云帆興燁

在導(dǎo)航接收機(jī)測(cè)試中，靜態(tài)位置和圓周運(yùn)動(dòng)是最常用的測(cè)試軌跡，但有時(shí)客戶希望導(dǎo)入自己設(shè)計(jì)的軌跡文件甚至是路測(cè)采集的點(diǎn)位數(shù)據(jù)，并使用思博倫衛(wèi)星導(dǎo)航模擬器進(jìn)行信號(hào)仿真，這樣測(cè)試終端的定位結(jié)果就會(huì)方便的在地圖上查看。本文將介紹如何把軌跡數(shù)據(jù)放到PosApp中，豐富載體的軌跡仿真。

使用NMEA數(shù)據(jù)制作點(diǎn)位

NMEA是最容易獲取到的接收機(jī)輸出格式。PosApp軟件支持直接導(dǎo)入NMEA數(shù)據(jù)作為仿真的軌跡。

以GPS為例，NMEA數(shù)據(jù)中的GPGGA等格式都包含有位置和與其相對(duì)應(yīng)的UTC時(shí)間信息。下圖是一組GPGGA的示例。

把包含有GGA或GLL數(shù)據(jù)的NMEA點(diǎn)位文件后綴名改為.umt，然后放到場(chǎng)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(shù)據(jù)前，對(duì)這個(gè)NMEA數(shù)據(jù)進(jìn)行一下數(shù)據(jù)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(fā)生。

導(dǎo)入NMEA點(diǎn)位文件的具體步驟如下：

1. 在場(chǎng)景樹(shù)的Vehicle下單擊右鍵

2.    選擇一個(gè)非靜態(tài)的載體類型，比如simple motion model

3.    在Motion下的User motion file前打鉤

4.    右鍵選擇準(zhǔn)備好的.umt文件

5.    如果點(diǎn)位文件導(dǎo)入成功，可以在Ground Track上觀察到初始點(diǎn)位的更新，此時(shí)運(yùn)行場(chǎng)景即可。

對(duì)于SimReplayPlus用戶，可以直接使用NMEA格式的點(diǎn)位文件，而且文件不需要進(jìn)行校驗(yàn)；

對(duì)于SimTest用戶，可以把NMEA點(diǎn)位發(fā)送給Spirent Support添加校驗(yàn)后使用，如果沒(méi)有添加校驗(yàn)軟件會(huì)有如下提示 “Invalid checksum in file: nmea.umt”

進(jìn)一步說(shuō)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(shù)據(jù)，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。

一般來(lái)說(shuō)點(diǎn)位文件中兩行位置信息的時(shí)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(shù)據(jù)之間插入點(diǎn)位，所以NMEA數(shù)據(jù)不是必須按照固定的頻率進(jìn)行。但是點(diǎn)位數(shù)據(jù)里的噪聲會(huì)影響到動(dòng)態(tài)的仿真信號(hào)的質(zhì)量，仿真引擎會(huì)據(jù)此作出權(quán)衡。例如，如果給出的NMEA數(shù)據(jù)有頻繁的軌跡異常跳變，那么軌跡仿真可能會(huì)給出非預(yù)期的大動(dòng)態(tài)，影響接收機(jī)的信號(hào)接收。

另外，如果NMEA數(shù)據(jù)的時(shí)間戳和仿真場(chǎng)景的時(shí)間戳不一致。軟件會(huì)把第一個(gè)NMEA數(shù)據(jù)點(diǎn)應(yīng)用在仿真的起始時(shí)刻，后續(xù)點(diǎn)位依此順序播放。例如：場(chǎng)景2022年1月2日 12:00，第一個(gè)NMEA是2011年1月1日 0:00。那么仿真的時(shí)候，NMEA第一個(gè)位置是作為仿真的起始點(diǎn)。NMEA后續(xù)點(diǎn)位的時(shí)間戳自動(dòng)增加1年1天12小時(shí)。如果用戶只關(guān)注軌跡點(diǎn)，不關(guān)注對(duì)應(yīng)的時(shí)間，那么就不用考慮時(shí)間戳對(duì)齊的情況。

高級(jí)應(yīng)用 – 結(jié)合真實(shí)歷書(shū)

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

1.  在場(chǎng)景樹(shù)的GPSsignal sources file->Orbit中選擇Loadorbits from file并加載歷書(shū)文件

2.     設(shè)置仿真起始時(shí)刻Starttime與NMEA文件的點(diǎn)位時(shí)戳一致

3.     制作并導(dǎo)入路測(cè)的umt點(diǎn)位文件

4.     啟動(dòng)PosApp軟件仿真

經(jīng)過(guò)這樣的設(shè)置，不僅仿真載體位置與路測(cè)軌跡相同，而且時(shí)間與收到的衛(wèi)星號(hào)也與實(shí)際情況相同。更有利于測(cè)試的開(kāi)展。

總結(jié)

相信通過(guò)上面的介紹，您也可以制作各種不同軌跡的場(chǎng)景，豐富測(cè)試場(chǎng)景庫(kù)，并更好擴(kuò)展衛(wèi)星導(dǎo)航模擬器的應(yīng)用領(lǐng)域。此外對(duì)于復(fù)雜的六自由度仿真，思博倫還提供了MOT/MOTB的點(diǎn)位格式和軌跡平滑工具Check Motion Utility，我們會(huì)在以后的文章中加以介紹。