CAST GNSS 射頻訊號建模與模擬系統
精準模擬、即時同步,打造高動態 GNSS 測試新標準
CAST GNSS 模擬系統可產生全球衛星導航系統(GNSS)射頻訊號,提供精確且可重複的測試訊號,非常適合用於現場或實驗室環境中;系統可應用於各種量測與系統整合驗證用途,是針對僅需 GNSS 訊號輸入之軍用或商用裝置測試的理想方案。
CAST的模擬器採用專有的多頻段、多星座 GNSS 射頻訊號產生技術,此技術可提供高精度且完全可程式化的訊號,並具備進階的車輛軌跡模擬功能,使您能依照模擬需求自訂參數與軌跡;CAST GNSS 模擬器可配置為模擬各 GNSS 星系中完整的衛星訊號,單一複合訊號的 RF 輸出元素可支援每一星系最多 16 顆可見衛星的訊號模擬。
CAST GNSS 系統可設定為在每個天線元素上同時提供多種星系訊號類型,例如:
- GPS(全球定位系統):
支援 Y-Code、SAASM(選擇性可用防欺騙模組)、M-Code AES(高階加密標準)及 MNSA(現代化 Navstar 安全演算法) - Beidou(北斗衛星導航系統)
- GLONASS(格洛納斯全球導航衛星系統)
在 GNSS 模擬環境中,可看到哪些 GPS 衛星正處於可見狀態,以及這些衛星在地球上空的位置分布
JDAM(聯合直接攻擊彈藥,Joint Direct Attack Munition)之 3D 模擬視圖
CAST GNSS系統特色
- 提供高精度且可重複之 GNSS 射頻訊號,可應用於實驗室與現場測試環境
- 系統可模擬靜態與動態運動,適用於地面、水面、空中及太空各型載具
- 支援之訊號類型包括:GPS(全球定位系統)、Beidou(北斗衛星導航系統)、GLONASS、SBAS(衛星輔助導航系統)
- 提供可依應用需求彈性配置的客製化 GNSS 訊號解決方案
- 整合多年研發、測試與優化成果,具備高精度 GNSS/INS(Inertial Navigation System,慣性導航系統)同步功能,滿足飛行載具動態模擬所需之時間與空間精度要求
真實世界模擬
CAST 提供完整且直覺化的圖形化操作介面,允許使用者選擇各類型載具,並模擬靜態或動態運動軌跡,根據模擬需求,使用者可選擇模擬空中(airborne)、地面(terrestrial)、水上(aquatic,包括海況 sea-state)或太空軌道(space-based orbital)載具。
使用者可透過 CAST 的進階圖形化介面,以情境檔案(Scenario Profile)定義模擬軌跡,或根據載具類型與 GNSS 星系參數設定自動產生軌跡,系統亦支援透過外部介面即時產生六自由度(6-DOF)運動軌跡,並可從外部來源匯入歷史量測資料,進一步轉化為模擬用之動態運動軌跡。
六自由度(6-DOF)運動軌跡可準確描述物體於空間中的三軸平移(X、Y、Z)與三軸旋轉(滾轉 Roll、俯仰 Pitch、偏航 Yaw)行為,廣泛應用於下列高動態測試情境:
- 飛行器導航與控制系統模擬:
模擬 UAV、戰機、火箭或衛星等高動態飛行路徑,驗證 GNSS 導航精度與抗干擾能力 - 導引武器系統測試:
如 JDAM(聯合直接攻擊彈藥)等精準彈藥的導航效能驗證 - 太空任務軌道模擬:
用於模擬入軌、變軌或衛星姿態控制時的真實軌跡與訊號條件 - 自駕車與地面車輛模擬:
評估導航系統在坡道、轉彎、震動等實際路況下的資料準確性 - 海上與水下載具模擬:
波浪、搖晃與複雜姿態變化下的導航訊號模擬
系統支援透過外部介面即時注入六自由度(6-DOF)運動軌跡,亦可匯入外部實測資料,用於建構動態模擬場景,透過模組化設計與多系統同步能力,CAST 模擬平台具備整合硬體迴圈(HIL,Hardware-in-the-Loop)測試架構的彈性,適用於高度客製化與閉環控制環境。
此外,使用者可進一步自訂與設定模擬情境之下列項目:
- 情境日期與時間
- 地理位置
- 星曆資料(Almanac 與 Ephemeris)
- 大氣延遲(Atmospheric Delays)
- 多路徑效應(Multipath)
- 欺騙訊號(Spoofing)
- 射頻輸出功率等級
- 天線增益圖形
- 載具外型輪廓(Vehicle Silhouette)
- 資料與健康狀態標記(Data and Health Flags)
- 以及其他相關條件
CAST 系統內建的效能評估模組可比較 GPS 導航系統所接收之原始量測資料與濾波後資料,並與使用者提供之真實載具軌跡資料進行比對,該模組可支援測試後之接收器效能分析與「真實值報告(Truth Report)」的產生,並可儲存以供日後查閱。
由於 CAST 系統採用模組化架構,其 GNSS 系統配置具高度彈性,可依需求擴充或調整,大多數情況下,每一系統最多可支援額外 8 組複合射頻輸出元素,每個 RF 輸出元素可獨立設定不同的載具類型、運動軌跡或經修改之導航訊號;此外,亦可將多套 CAST 系統同步運作,以建構具高度彈性與擴充性的模擬環境。
CAST GNSS 模擬系統亦支援多樣化選配功能,包括額外訊號、慣性模擬(Inertial)、地形遮蔽(Terrain Obscuration)與訊號干擾(Signal Interference)等模組,滿足各類複雜與挑戰性模擬需求。
系統規格