Pokročilé simulátory satelitních navigačních signálů Safran řada GSG-8

Simulátor GSG-8 poskytuje velmi vysoký standard testování nejrůznějšímy signály GNSS v cenově dostupném řešení se snadným použitím pro rostoucí potřeby aplikací a systémů využívající informace o přesné poloze, navigaci nebo časování.

Simulátor GSG-8 vyniká vysokým výkonem s rychlostí opakování simulace 1000 Hz, schopností vysoké míry simulace dynamických změn u komplexních scénářů, synchronizací v reálném čase a simulací všech satelitních signálů. GSG-8 vyhovuje pro vývojové a integrační projekty, které vyžadují garanci vysokého výkonu pro pokročilé simulace pohybu a trajektorie u simulovaného objektu při velkém počtu unikátních navigačních signálů (satelitů). 

GSG-8 podporuje multikonstelační a multifrekvenční GNSS simulace a dále pokročilé scénáře hrozeb, včetně rušení, spoofingu a simulace opakovačů signálu (repeater). GSG-8 je podpořen velmi propracovaným simulačním nástrojem Skydel SW, který lze naprogramovat tak, aby simuloval situace se všemi současnými i budoucími signály GNSS. Schopnost simulovat více vzájemně synchronizovaných trajektorií prostřednictvím běhu několika instancí Skydel SW umožňuje testování komplexních systémů GNSS jako např. diferenciální GNSS pomocí služby RTK (real-time kinematics), odolnosti přijímačů vůči rušení a spoofingu, vozidla s více anténami, určení nadmořské výšky či sestav GNSS přijímačů. 
GSG-8 může v rámci simulačního scénáře začlenit i šifrované nebo proprietární signály vytvořené pomocí SDK, které umožňuje generování i těch nejcitlivějších signálů.

Využití komerčně dostupných SDR a GPU umožňuje snadné přizpůsobení se dané aplikaci za rozumných nakladů na pořízení a údržbu přístroje oproti vysoce specializovaným a velmi přesným HW nástrojům dostupných na trhu. Na druhou stranu poskytuje velmi dobrou přesnost a výkon pro poročilé komerční i kritické aplikace. Kromě toho GPU poskytuje vysoký výkon pro zpracování signálu s více než 800 kanály (v závislosti na složitosti signálu) generovaných současně.

Moderní architektura simulačního nástroje Skydel SW poskytuje rozsáhlé aplikační programové rozhraní (API) pro konfiguraci a ovládání všech parametrů simulátoru. Klientské open-source API je dostupné v široké řadě programovacích jazyků jako je Python, C# a C++. Kromě toho jsou všechny interakce uživatele se simulátorem okamžitě zaznamenány a lze je exportovat jako spustitelné skripty pro Python, což značně zjednodušuje práci testovacích inženýrů, kteří potřebují automatizovat nebo rozšířit možnosti simulátoru. Všechny skripty, konfigurace a scénáře vytvořené na simulátoru se Skydel SW jsou navzájem přenositelné mezi různými modely simulátorů.

Vlastnosti:

• simulace dostupných (All-in-view) signálů pro danou pozici a čas
• 1000 Hz iteratační změna simulačního scénáře
• nízká úrověň zpoždění pro simulace HIL (Hardware in the Loop)
• podpora časové synchronizace pro simulaci "Live sky"
• podpora pro RTK (Real-time kinematic positioning)
• dynamické rekonfigurace za běhu simulačního scénáře (On-the-fly)
• simulace trajektorie přijímače v šesti osách (6 Degrees of Freedom)
• možnost konfigurace simulátoru přesně dle potřeby uživatele pomocí SW licencí
• možnost ugrade simulátoru uživatelem
• přesnost parametrů simulace (precision, resolution, ultra-high dynamic motion)
• simulace desítek až stovek GNSS signálů v realném čase
• použití komerčně dostupného HW - výkonných grafických karet (GPU)
• simulace současného pohybu více objektů - Multi-vehicle   
• snadné ovládání a tvorba scénářů z grafického prostředí nástroje Skydel SW (GUI)
• API pro Python, C# a C++ (open-source)
• generování dat IQ 
• škálovatelná a flexibilní architektura simulátoru pomocí komerčně dostupných softwarově definovaných rádií (SDR)

Základní parametry simulace šíření signálu a chyb:

• vícecestné šíření a odrazy
• přidání pseudorange ramps
• chyby satelitních hodin
• chyby navigační zprávy
• vícenásobné ionosférické a troposférické modely
• modely antény
• vliv různých efektů na šíření signálu  
• pseudorange a ephemeris chyby
• základní interference (CW, Chirp, Pulse, BPSK, AWGN a BOC)

Pokročilé simulace pro Jamming a Spoofing: 

• signály rušení pro in-band a out-band GNSS pásmo bez nutnosti použití dalšího HW vybavení
• podpora pro spoofing pro všechny licencované GNSS signály
• nastavení parametrů simulace pro každý vysílač: úroveň signálu, typ rušivého signálu, falešný (podvržený) signál GNSS, pozice, model antény a trajektorie 
• plná kontrola nad simulací rušení a spoofingu pomocí Skydel SW GUI a nebo pomocí API
• GSG-8 vypočítá potřebné parametry signálu na základě pozice vysílače: úroveň výkonu, vzdálenost k objektu a dobu šíření signálu

Základní konfigurace simulátoru GSG-8:

• GSG-811 - simulátor s jedním RF výstupem (jedna SDR karta) a jednou GPU kartou 
• GSG-821 - simulátor se dvěma RF výstupy (dvě SDR karty) a jednou GPU kartou
• GSG-831 - simulátor se třemi RF výstupy (tři SDR karty) a jednou GPU kartou 
• GSG-841 - simulátor se čtyřmi RF výstupy (čtyři SDR karty) a dvěma GPU kartami 

Volitelné a rozšiřující funkce simulátoru:

• SKY-PLG-RTK – generování RTCM zpráv formou virtuální BTS
• SKY-PLG-SDK – vývojový kit pro vytváření a integraci uživatelských rozšíření pro Skydel SW
• SKY-HIL – podpora v rámci HIL pro zpracování vstupních informací o trajektorii vozidla v reálném čase
• SKY-EXLI – rozšíření simulace rychlosti vozidla nad 600 m/s
• SKY-IQFILE – možnost ukládání generovaných IQ dat do souboru
• SKY-MULTI – možnost spuštění více instancí současně pro použití samostatných RF výstupů pro jednotlivé simulace (např. RTK základny a roveru). Vyžaduje přítomnost minimálně dvou RF výstupů
• SKY-ADVJAM – Pokročilé simulace pro jamming umožňuje aplikaci vysílačů rušivých signálů definovaných jejich pozicí (statickou nebo dynamickou), modelem antény, typem signálu a úrovní signálu. Vyžaduje přítomnost minimálně dvou RF výstupů
• SKY-ADVSP – Pokročilá simulace pro spoofing umožňuje aplikaci vysílačů falešných GNSS signálů definovaných jejich pozicí (statickou nebo dynamickou), modelem antény, podvrženým signálem a úrovní signálu. Vyžaduje přítomnost minimálně dvou RF výstupů
• SKY-CSI – podpora pro simulaci uživatelsky definovaných GNSS signálů (vlastní modulace a navigační data)