Анализ существующих продуктов имитации радионавигационных сигналов
Разработка алгоритма работы программной части имитатора
Разработка имитатора радионавигационных сигналов на базе LabVIEW. Разработка программно-аппаратного комплекса имитации радионавигационных сигналов ГЛОНАСС и GPS с возможностью зашумления.

• Уровень моделирования (LabVIEW + MathScript/Simulink-конверты):
  • Генераторы сигналов с реальными параметрами спутниковой связи (DSB, QPSK, 8-PSK, 16-QAM и пр.).
  • Модели каналов: добавление шума, AFL, CFO, CFO-дрейф, мульти-путь, задержки.
  • Модуляторы/демодуляторы, синхронизация, коррекция ошибок.
• Уровень аппаратного взаимодействия:
  • ЦАП/АЦП, RF-блоки, SDR/FPGA модули.
  • Ввод/вывод тестовых сигналов через NI PXI/PCIe-слоты, GPIB, USB.
• Уровень внешних воздействий:
  • Модели радиационной выдержки, битовые ошибки, перманентные и временные дрейфы частоты.
  • Эмуляция помех от других спутников, солнечных вспышек, температуры, ударов и вибрации.

Структура проекта:

• Разделение на уровни: Model (симуляция), Hardware Interface (аппаратная часть), Test & Verification (валидация), Utils (общие утилиты).
• Использование папок, подписей и описаний для каждого VI (виртуального инструмента).
• Симуляция канала:
  • несколько конфигураций каналов: AWGN, Rayleigh/Rician, мульти-путь с задержками.
  • параметры времени: doppler, темп дрейфа, изменение коэффициентов.
• Модуляторы и демодуляторы:
  • Поддержка нескольких схем (QPSK, 8-PSK, 16-QAM, 32-APSK).
  • Реализация плавного перехода между режимами.
• Синхронизация и координация:
  • Использование FIFO/producer-consumer архитектуру для потоков сигналов.
  • Включение тайминг-узлы: глобальная синхронизация, мониторинг временных сдвигов.
• Интерфейсы с аппаратурой:
  • NI-LabVIEW драйверы для PXI/NI FPGA, драйверы для SDR-платформ.
  • Реализация безопасного запуска: предапусковые проверки, калибровка, watchdog.
• Верификация и тесты:
  • Наборы тестов по сценариям: «чистый канал», «канал с шумом», «канал с помехами».
  • Автоматизация регрессионных тестов с сохранением метрик.

Пример базовой архитектуры VI (логика)

• VI 1: Signal Generator
  • входы: выбор модуляции, частота, символная скорость, энергия сигнала
  • выход: цифровой поток/настроенный сигнал
• VI 2: Channel Model
  • входы: сигнал, параметры канала (SNR, тип канала, задержки, CFO)
  • выход: помехи в сигнале
• VI 3: Transmitter/Receiver Chain
  • модуляторы, пул демодуляторов, синхронизация
  • оценка качества
• VI 4: Hardware Interface
  • настройка параметров оборудования, калибровка
  • передача принятых сигналов или вывода на тестовую стенку
• VI 5: Test & Validation
  • сценарии, автоматизация экспериментов, сбор статистики

Рекомендованные техники моделирования внешних воздействий

• Время-домены и частотные домены:
  • Добавление AWGN в временной области, затем переводите в частотную через FFT для моделирования фазовых шумов.
• Радио-канал:
  • Моделирование ФПФ/мульти-путь, задержки, углы прихода, DOP3/плотности спектра.
• Температурные дрейфы:
  • Ввод медленно изменяющиеся коэффициенты частоты и амплитуды.
• Радио-электронные помехи:
  • Эмуляция помех соседних каналов, импульсные помехи, спайды.

Безопасность и устойчивость к ошибкам

• Реализация выходов с ограничением диапазона сигналов, защита от переполнения.
• Логи и диагностика: запись состояния, ошибок, предупреждений.
• Резервирование и откат в случае сбоев устройства.

Назначение и область применения

• Тестирование и сертификация приемников GNSS, терминалов спутниковой связи, бортовых комплексов БПЛА/космических аппаратов.
• Отработка алгоритмов защиты от помех, спуфинга, многолучевости, адаптивных фильтров и методов слияния данных (PNT fusion).
• НИОКР и подготовка к полевым испытаниям, сокращение стоимости и рисков натурных экспериментов.
• Обучение и тренажеры операторов навигационных и коммуникационных систем.

  Ожидаемые покупатели

• Промышленные предприятия
• Оборонные предприятия
• Научные институты

На страницу проекта