SE-NAV — ПО для оценки и улучшения приема сигналов ГНСС в ограниченных пространствах

Программное обеспечение SE-NAV компании OKTAL-SE представляет собой имитатор распространения навигационных сигналов, предназначенный для оценки и улучшения их приема в ограниченных пространствах. Данное ПО прогнозирует функционирование навигационных устройств, использующих сигналы глобальных навигационных спутниковых систем (ГНСС) GPS, ГЛОНАСС, Galileo, BeiDou или псевдоспутников (наземных передатчиков навигационных сигналов).

Для прогнозирования работы навигационной аппаратуры местоположение последней задается в синтетической трехмерной среде, представляющей реальную городскую территорию. Для создания нужных синтетических сред в состав SE-NAV включены готовые трехмерные модели территорий и средства разработки такого рода моделей. SE-NAV выдает информацию, позволяющую оценить и улучшить прием сигналов в конкретной среде.

Принцип действия

Программное обеспечение SE-NAV выполняет детерминированную имитацию распространения сигналов ГНСС в трехмерной синтетической среде. Данное ПО предоставляет пользователям все необходимые инструменты для оценки доступности и точности работы радионавигационной системы. Используя детерминированный метод Ray Tracing, а также законы геометрической оптики и однородную теорию дифракции, SE-NAV рассчитывает эффекты затенения навигационной аппаратуры и многолучевого распространения сигналов, обусловленные объектами синтетической среды. Благодаря новым методам вычислений, ориентированным на ресурсы графических процессоров (GPU), прогнозирование работы навигационной аппаратуры происходит за рекордно короткое время.

Результат имитации распространения сигналов GPS для делового района Тулузы. Белые лучи обозначают прямые сигналы, а синие, зеленые и красные лучи — отраженные.

Программное обеспечение SE-NAV имитирует спутниковые группировки ГНСС. В процессе имитации данное ПО рассчитывает орбиты спутников, используя альманахи. Предусмотрен импорт файлов альманахов в формате YUMA. Кроме того, SE-NAV моделирует задержку распространения сигналов в ионосфере (по моделям Клобучара и RTCA) и тропосфере. Также возможна имитация наземных радиомаяков для моделирования навигации внутри помещений или распространения навигационных сигналов.

Моделирование условий приема сигналов ГНСС программное обеспечение SE-NAV выполняет для нужной пользователю реалистичной синтетической среды. Характеристики (диэлектрическая проницаемость, проводимость, толщина) материалов, из которых состоят объекты среды, могут быть заданы с помощью эргономичного интерфейса. Предоставляется автоматически пополняемая библиотека материалов. SE-NAV полностью поддерживает форматы данных, используемые ПО SE-WORKBENCH компании OKTAL-SE.

Результат моделирования условий приема сигналов ГНСС. В синих зонах принимаются сигналы менее четырех спутников ГНСС, а значит, там спутниковое позиционирование невозможно.

SE-NAV функционирует как сервер, управляемый внешним клиентом. Открытый протокол дает возможность задать сценарий и начать имитацию.

Взаимодействие с другим ПО имитации ГНСС

Программное обеспечение SE-NAV может быть использовано совместно с ПО SimGEN и StellaNGC компаний Spirent Communications и M3 Systems соответственно. Взаимодействие SE-NAV и SimGEN повышает точность моделирования условий приема навигационных сигналов за счет замены статистического моделирования многолучевости на ее детерминированное моделирование для реальных территорий.

Взаимодействие SE-NAV и SimGEN возможно в двух режимах: open loop и close loop. В первом из них SE-NAV рассчитывает файлы Land Mobile Multipath (для конкретных трехмерных синтетических сред) и передает их в SimGEN, а во втором SE-NAV работает с SimGEN в режиме реального времени, используя удаленный режим SimGEN. В режиме close loop программное обеспечение SE-NAV в реальном масштабе времени выдает информацию о распространении сигналов (маски, различные варианты многолучевого распространения и др.) для учета влияния локальной окружающей среды на работу навигационного приемника в процессе имитации ГНСС с использованием ПО SimGEN.

Основные варианты использования

• Разработка и развертывание сервисов, зависящих от местоположения пользователя (LBS).
• Тестирование навигационных приемников.
• Военное применение.
• Исследование распространения навигационных сигналов в городской среде.
• Обслуживание средств спутниковой навигации и наземных систем позиционирования.