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HongKe

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【虹科方案】GNSS 模擬器如何賦能無人機整機檢測?揭秘高效測試背後的關鍵技術

背景介紹

某無人機研發企業需完成新一代巡檢無人機的整機測試,驗證其在複雜環境下的:

  • 導航定位精度
  • 多 GNSS 星座相容性
  • 抗干擾能力
  • 多感測器融合性能

測試場景需覆蓋:

  • 城市峽谷(多路徑效應嚴重)
  • 山區地形(訊號遮擋頻繁)

     

傳統測試方案的限制

傳統外場飛行測試受制於天氣條件、空域審批、安全風險以及測試場景不可重現等因素,難以滿足現代研發對高效率與可控性的需求。

為解決上述問題,企業轉而採用實驗室仿真測試方案,藉助虹科仿真與自動化測試平台,實現全場景覆蓋與精準驗證。

虹科解決方案

虹科仿真與自動化測試平台

1. 硬體配置

虹科 GNSS 模擬器 GTS-P7

✓ 最佳化多實例硬體架構
✓ 支援模擬 6 個獨立 GNSS 測試場景

GTS-P7 是一套基於 Skydel 的**定位、導航與定時(PNT)**測試解決方案,以易用、一站式、小尺寸的形式,提供高規格的 GNSS 訊號模擬能力。

該系統具備 1000 Hz 模擬迭代率,支援高達 700 個衛星通道,可實現高動態、即時同步訊號模擬全視野衛星訊號覆蓋。同時支援多星座、多頻段 GNSS 模擬,並可透過程式化方式模擬所有現有及未來的 GNSS 訊號

2. 軟體工具鏈

GNSS 仿真模擬軟體

✓ 支援全球主要 GNSS 星座與頻段
✓ 支援多車輛、多天線仿真測試

Skydel 仿真引擎結合了高階 GNSS 模擬器性能與**軟體定義架構(SDA)**所帶來的彈性與成本效益,具備完整且豐富的功能組合,包括:

  • 支援高達 1000 個衛星通道
  • 1000 Hz 模擬迭代率
  • 透過使用者自訂腳本進行遠端控制
  • 軟體定義架構,提供卓越的彈性與可擴充性

該平台可支援多個射頻輸出通道上千個仿真衛星通道,並能進行高階系統整合與軟體開發。

虹科 GNSS 仿真自動化測試平台

✓ 提供符合各行業標準的自動化測試能力

虹科 GNSS 模擬器可作為獨立系統使用,亦可與虹科的自動化標準驗證工具進行嵌入式部署,針對相關標準實現一鍵式場景配置與全域控制,完成符合標準要求的測試與驗證,並支援測試報告自動生成與匯出,方便留存與追溯。

測試場景設計

所有測試均在實驗室環境中完成,無需實際飛行操作,確保測試安全性與高度可重複性

測試項目說明

1. 靜態校準

  • 模擬衛星仰角 0°–90° 全覆蓋

  • 動態調整多星座訊號強度(-130 dBm 至 +20 dBm

  • 驗證無人機冷啟動定位精度(目標:< 1 m RMS

2. 動態飛行仿真

  • 生成特定飛行軌跡:S 形航線、急轉彎(半徑 < 10 m)、爬升/俯衝(加速度 ±5 g)

  • 測試高動態環境下 DOP 值穩定性與航向控制誤差

3. 抗干擾測試

  • GNSS 模擬器同步輸出帶內/帶外干擾訊號

  • 包括窄頻、寬頻與脈衝干擾

  • 驗證接收機在干擾環境下的定位可用性與恢復能力

4. RTK 定位精度測試

  • 模擬基站與移動站差分訊號

  • 引入動態基線變化與網絡延遲

  • 驗證 RTK 公分級定位於高精度作業中的可靠性

方案價值

測試方案核心優勢

★ 卓越的性能指標

✓ 多星座無縫切換與組合,支援四大全球系統自由搭配
✓ 高精度表現,偽距精度 ≤ 1 mm
✓ 完整的抗干擾測試能力,支援多種干擾訊號的組合、疊加與虛假座標仿真

★ 顯著的效率提升

✓ 單次測試即可覆蓋 10 種典型場景
✓ 傳統外場測試約需 10 天 → 實驗室測試僅需 8 小時
✓ 故障復現率提升至 100%,可精準回放異常軌跡並快速定位問題

★ 成本大幅優化

空域申請成本降低 90%
✓ 外場人力與設備折舊成本降低 40%
✓ 測試週期縮短 70% 以上

行業應用延伸

該測試方案已成功應用於多個無人機細分領域:

★ 物流無人機

✓ 模擬山區複雜地形下的電力線避障與自主返航測試
✓ 驗證長距離飛行中 GNSS 訊號丟失後的慣性導航接替能力

★ 巡檢無人機

✓ 結合 5G 回傳鏈路,驗證低時延(< 50 ms)的路徑規劃與避障反應
✓ 多感測器融合測試(GNSS + IMU + 視覺 SLAM)一致性評估

總結

基於軟體定義架構(SDA)虹科 GNSS 模擬器有效解決了無人機測試中環境不可控、成本高、週期長等核心痛點。其多星座協同仿真、RTK 高精度定位測試與多感測器融合驗證能力,已成為智慧飛行器研發的重要行業工具。

展望未來,結合 AI 驅動的自適應場景生成(如基於深度學習的干擾模式預測),將進一步推動無人機測試向智慧化與自動化發展。

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