Qu’est-ce qu’un simulateur GPS ?

Les récepteurs GPS sont de plus en plus utilisés dans des systèmes à missions-critiques et des applications à environnements difficiles. Ils sont aujourd’hui conçus avec les capacités émergentes d'une multitude de constellations GNSS. Les développeurs et fabricants ont besoin de meilleurs outils de test pour garantir leurs performances. C’est là qu’un simulateur GPS entre en jeu.

Introduction

Bien que l’ingénieur de test dispose de nombreux choix pour tester les fonctions de positionnement, de navigation et de synchronisation du récepteur GPS intégré, la simulation offre plus de flexibilité que les tests effectués avec les signaux réels « Live sky » ou des signaux enregistrés puis rejoués.

Disposer d’un contrôle total sur la génération des signaux GPS est le seul moyen de faire confiance aux performances de votre matériel et de vos logiciels, quelles que soient les conditions.

Transmissions GPS

Pour comprendre un simulateur GPS, il est utile de comprendre certains détails des transmissions GPS. La constellation GPS consiste en 24 satellites, en orbite toutes les 12 heures, diffusant des données de navigation sur différentes fréquences. Le GPS n’est qu’un des nombreux systèmes mondiaux de navigation par satellite (GNSS) en exploitation. La plupart des applications de navigation utilisent aujourd'hui la fréquence GPS L1 à 1575,42 MHz. Sur cette fréquence porteuse, les satellites transmettent des informations d’identification et un message de navigation contenant l’heure synchronisée, les données orbitales du satellite (éphémérides) et des données sur les positions attendues de tous les satellites de la constellation (almanach). C’est à partir de ces données que les récepteurs peuvent calculer avec précision la distance qui les sépare de plusieurs signaux de satellite en simultané pour réaliser sa solution de navigation par trilatération.

Simulation de transmissions GPS exactes

Les simulateurs GPS sont des générateurs radiofréquences capables de transmettre exactement les mêmes données que les satellites GPS. Cependant, l'intérêt d'un simulateur GPS réside dans sa capacité à modifier une grande variété de paramètres directement à partir du banc d'essai :

Données du satellite:

•       Date / heure via les paramètres d'horloge
•       Identification du satellite (code PRN)
•       Ephémérides et Almanach

Position du récepteur :

•       Position de départ (latitude, longitude et altitude)
•       Trajectoire

Conditions telles que vues par le récepteur :

•       Nombre de signaux satellites
•       Niveau de puissance
•       Erreurs atmosphériques et d’antenne par le biais de modèles
•       Conditions multi-chemins

Scénarios de simulation

C'est la combinaison de tous ces paramètres qui constitue un "scénario" pour un simulateur GPS. Tous les simulateurs GPS Orolia peuvent générer des signaux simples sur un seul satellite afin de vérifier l'acquisition du signal du récepteur et de valider l'assemblage. Certains modèles de simulateur GPS Spectracom peuvent générer simultanément des signaux de nombreux satellites, GPS et GLONASS, fréquences L1 et L2, ainsi que des systèmes d’augmentation par satellite (SBAS) ; WAAS (Amérique du Nord), EGNOS (Europe), MSAS (Japon) et GAGAN (Inde). Ces simulateurs GPS ajustent même le temps de transit du signal et les effets relativistes pour simuler les mouvements du récepteur afin de garantir que le système soit capable de fonctionner dans n'importe quelle trajectoire.

 Utilisez simplement les scénarios prédéfinis ou modifiez et enregistrez vos paramètres de scénario via le panneau avant, via des fichiers texte téléchargeables ou à partir du logiciel générateur de scénarios, puis lancez-vous. Le simulateur GPS génère automatiquement les signaux RF pour tester les récepteurs GPS à l'aide de signaux conduits via des connecteurs et câbles RF, ou des signaux rayonnés à l'aide d'une antenne. Les tests peuvent être contrôlés à distance ou automatisés à l'aide de diverses interfaces d'instrument et d'un protocole de commande SCPI.

Conclusion

Sans simulateur GPS, les tentatives de test de récepteurs avec signaux en direct ou de solutions d'enregistrement et de lecture seraient limitées aux satellites disponibles à une heure et à un endroit donnés, ainsi que dans les conditions actuelles. Tester des sites éloignés ou des vitesses élevées serait coûteux, prendrait du temps et serait peu pratique. Avec les signaux «Live sky», les paramètres de test ne seraient jamais répétables.

Les simulateurs GPS permettent de tester plus de paramètres, plus souvent, avec une extrême flexibilité pour le développement et la fabrication. Il est également possible d’économiser du temps et de l’argent en utilisant un simulateur GPS.