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技術文章
一、為什么要模擬靜態(tài)的GNSS衛(wèi)星
根據(jù)其應用，用戶在模擬靜態(tài)或固定GNSS衛(wèi)星可以有幾個目標：
● 多普勒零偏移跟蹤用例：通過檢測和追蹤多普勒頻移為零的情況來進行相關的應用和算法分析；
● 碼型和載波跟蹤循環(huán)設計和測試流程：設計和測試用于跟蹤碼和載波的環(huán)路的過程；
● CRPA系統(tǒng)型式校準：Controlled Reception Pattern Antenna（可控接收模式天線），通過控制天線陣列中各個天線元素的相位和振幅，以實現(xiàn)對來自不同方向的信號進行增強或抑制的能力，用于對抗干擾和提高GNSS系統(tǒng)的魯棒性；
● DOP測量和調整：Dilution of Precision（精度稀釋），是用于衡量全球導航衛(wèi)星系統(tǒng)（GNSS）定位精度的指標之一；
● 卡爾曼濾波設計；
對于接收機制造商或高級開發(fā)人員來說，模擬固定或靜態(tài)衛(wèi)星的能力是一個有用的工具，他們可以使用其GNSS系統(tǒng)的高級功能進行上述特定測試。GNSS 接收器通常設計用于跟蹤帶有“移動衛(wèi)星"的 GNSS 星座，因此當星座在模擬器中被視為“固定"時，它們通常無法實現(xiàn)完整的解決方案，掌握設計對于此類仿真應用至關重要。
本文解釋了如何將一些衛(wèi)星設置為“固定"的——通過由Skydel 軟件引擎提供支持的GSG-7或GSG-8來實現(xiàn)。
二、使用Skydel創(chuàng)建靜態(tài)衛(wèi)星
GSG-7是基于Skydel GNSS仿真引擎提供的最新定位、導航和授時測試解決方案，GSG-7采用比 GSG-8更小的外形尺寸制造；
GSG-8是全面的多端口GNSS模擬引擎，旨在提供最高標準的全球導航衛(wèi)星系統(tǒng) （GNSS） 信號測試和傳感器仿真性能。
兩者都使用Skydel軟件引擎，該引擎能夠在模擬過程中“固定"衛(wèi)星的位置。
您可以使用Skydel 的UI或API調用兩種不同的模式來使用Skydel在天空中固定/靜態(tài)衛(wèi)星。當然，這兩種選擇在現(xiàn)實中都是無法真實實現(xiàn)的的，但它為用戶執(zhí)行特定測量提供恒定的偽距值。
方案一：在仿真期間停止更新衛(wèi)星位置
（1）方法
對于每個星座，用戶“強制"每顆衛(wèi)星在不更新其位置的情況下工作。在“Orbits"菜單中，禁用“Update sat. position during simulation（仿真過程中更新衛(wèi)星位置）"選項以強制此功能處于非活動狀態(tài)。
注意：此選項等同于提供固定的偽距。然而，星歷表仍在更新，因此被測接收機可能因為發(fā)現(xiàn)衛(wèi)星距離和導航數(shù)據(jù)之間存在不連貫性而拒絕維護其導航解決方案以獲得適當?shù)腜VT。此功能對于接收機制造商或高級開發(fā)人員很有幫助，他們可以使用其GNSS系統(tǒng)的高級功能進行特定測試。此選項的作用是消除衛(wèi)星上的多普勒頻移，并將衛(wèi)星懸掛在相對于地球的固定位置。
（2）示例
衛(wèi)星更新時（正常使用情況）：您可以在此處看到所有衛(wèi)星已移動（GPS 和 GALILEO）；
取消選擇“Update sat. position during simulation（仿真過程中更新衛(wèi)星位置）"選項后，模擬期間強制衛(wèi)星位置處于非活動狀態(tài)；
在本例中，我們僅取消選擇GALILEO衛(wèi)星在模擬中更新位置，然后啟動模擬?？梢酝ㄟ^上述圖片觀察到：GPS衛(wèi)星移動了（綠色），但伽利略衛(wèi)星保持靜止位置（藍色）。
方案二：將目標衛(wèi)星設置為對地靜止衛(wèi)星
（1）方法
對于每個星座，用戶強制衛(wèi)星工作在對地靜止模式；從Orbit菜單中，勾選“Geostationary（對地靜止）"啟用對地靜止模式，用戶需要在以下字段中為每顆選定為對地靜止衛(wèi)星的衛(wèi)星提供經度。此時你會注意到，軌道參數(shù)會自動更改以反映地球同步軌道，且參數(shù)將為只讀。
注意：在對地靜止模式下，默認情況下所有衛(wèi)星將放置在相同的緯度和經度。您可以將第一顆衛(wèi)星設置在將模擬車輛的精確經度處，并將其他衛(wèi)星設置在不同的經度偏移處，以避免所有衛(wèi)星都放置在同一位置。這將允許您在測試期間通過更改配置（影響DO 值）來調整位置精度。
（2）示例
從具有6個GPS+6個GALILEO衛(wèi)星的場景開始。
我們僅將GPS衛(wèi)星更改為對地靜止衛(wèi)星（GALILEO 衛(wèi)星保持正常模式），并更改了5顆GPS衛(wèi)星的經度值，以在天空中分布星座，完成效果圖上右圖。
注意：此選項有以下副作用需要考慮：
● 衛(wèi)星距離將為GEO（36000公里），而不是GNSS星座（約20000公里）。因此，需要相應地調整功率水平。（例如：禁用直接信號模型、天線方向圖調整等）
● 所有衛(wèi)星都將位于赤道上的同一位置?？梢酝ㄟ^菜單更改經度，但許多接收機由于衛(wèi)星配置導致的DOP值不好而難以最終確定PVT（如上面的提示中所述）。
可以將固定衛(wèi)星+其他地方的一些其他移動衛(wèi)星組合起來（請注意，它們也會開始移動）。
三、結論
這個功能提供了許多優(yōu)勢，并且可以在SKYDEL模擬器上輕松配置，但建議僅供接收機制造商或高級開發(fā)人員使用，他們可以訪問其GNSS系統(tǒng)的高級功能。
將GNSS衛(wèi)星設置為“固定"對于接收機制造商或具有深入訪問其GNSS系統(tǒng)高級功能的高級開發(fā)人員非常有用。當然，模擬這種情況不僅是一種不現(xiàn)實的GNSS運動，而且與GNSS模擬器的主要目的相悖。然而，Skydel的靈活性使得這種能力成為可能，有時操作者需要固定衛(wèi)星模擬來確保在測試或模擬期間保持相同的位置或將一些“固定"衛(wèi)星與移動衛(wèi)星結合使用。無論選擇哪種選項，Skydel GNSS模擬引擎都提供了一個創(chuàng)造這些場景（無論是真實還是虛構）的創(chuàng)新和靈活的環(huán)境。
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