Das Problem
Die Produkte von NovAtel kombinieren GNSS und INS für eine leistungsstarke Navigationslösung in weniger idealen Umgebungen bietet.
Die Leistungsbewertung und Fehlersuche bei GNSS-Empfängern der NovAtel-Produktlinie ist häufig schwierig und komplex. Für PPM war dies keine Ausnahme, da der NovAtel OEM 7700 in der Lage ist, mehrere GNSS-Konstellationen gleichzeitig zu verfolgen.
Das Unternehmen suchte nach einem Standardtest für alle seine GPS-/ GNSS-bezogenen Produktlinien, bei dem die Wiederholbarkeit ein Faktor für Regression und Leistungstests war.
Live-Tests stellten ein Problem für PPM dar, da die Einflussfaktoren, wie z. B. atmosphärische Bedingungen, Satellitenpositionen, Straßenzustand und Fahrzeugbewegung stark variierten. Diese Faktoren beeinflussen die erhaltenen Daten stark, können aber während Live-Tests nicht genau reproduziert werden.
LabSat 3 Wideband war die erste Wahl für PPM, da es die rohen Funksignale in den GNSS-Bändern aufzeichnen und wiedergeben kann und wiederholbare, aber konsistente Tests liefert. Die Möglichkeit, externe Daten, synchronisiert mit dem aufgezeichneten HF-Signalen aufzuzeichnen und wiederzugeben, war ein zusätzlicher Faktor.
Die Aufzeichnung des RS232-Outputs der SPAN IMU ermöglicht eine genaue Wiedergabe der Originaldaten in das zu testende System. Die Kombination von IMU-RS232- und GNSS-Daten reproduzierten den Außentests einwandfrei und waren leicht zu wiederholen. Die Leistung des Prüflings konnte ebenfalls zum Vergleich und zur Analyse separat aufgezeichnet werden.
Durch die Verwendung von realen Signalen und SPAN-Daten, die im LabSat 3 Wideband aufgezeichnet wurden, konnte das Engineering-Team von PPM den gesamten Systemdatenfluss testen, ohne den Schreibtisch zu verlassen, was Zeit und Geld sparte. Sie hatten auch ein unendlich wiederholbares Testverfahren, mit dem sie jedes Gerät in Zukunft zuverlässig testen konnten.
Der Novatel OEM 7700 kann die folgenden Signale verfolgen:
- GPS L1, L2c und L5
- GLONASS L1 & L2
- BeiDou B1, B2 & B3
- Galileo E1, E5 & E6
- QZSS
- IRNSS L5
Das LabSat 3 Wideband-System kann alle Signale im oberen und unteren L-Band aufzeichnen und wiedergeben, einschließlich:
- GPS L1, L2c und L5
- GLONASS L1 & L2
- BeiDou B1, B2 & B3
- Galileo E1, E5 & E6
- QZSS
- IRNSS L5 & S Band
Die PPM-Ingenieure installierten LabSat 3 Wideband in einem Testfahrzeug, zusammen mit einem Novatel OEM 7-SPAN-System, um den GNSS-HF-Signaleingang und den RS232-Ausgang der SPAN-IMU aufzuzeichnen.
Sie montierten die GNSS-Antenne direkt über der IMU, mit der OEM 7 daneben. Aufgrund der kompakten Größe des LabSat und seiner Datenverbindungen konnte er bequem auf dem Tisch des Fahrzeugs montiert werden. Um sicherzustellen, dass die Initialisierung von OEM 7 und IMU korrekt aufgezeichnet wurde, wurden der OEM 7 fünf Minuten Zeit eingeräumt, um sich auf Live-GNSS-Signale einzulassen. Die SPAN-IMU wurde dann mit Strom versorgt, so dass das Handshaking und die Initialisierung korrekt aufgezeichnet wurden. Das Fahrzeug wurde für den Live-Test entlang einer vom Team ausgewählten Route gefahren.
In dieser Testkonfiguration wurde die verwendete Antenne direkt mit einem GNSS-Splitter verbunden, der seinerseits mit dem Novatel OEM 7 und dem LabSat 3 Wideband verbunden wurde. Durch die Verwendung des Splitters wurde sichergestellt, dass die LabSat-Aufzeichnung das der OEM 7 empfangene Originalsignal exakt reproduzierte. Die IMU-Ausgabe wurde auch mit einem Serial Y Cable Splitter aufgeteilt, sodass die Daten zum OEM 7 und LabSat übertragen werden konnten, während sie mit den GNSS-Daten synchron blieben.
Nach Abschluss des Tests standen die kombinierten GNSS- und IMU-RS232-Daten für die Wiedergabe in jedem getesteten Gerät zur Verfügung. Da die IMU-Initialisierungssequenz während der Aufzeichnung erfasst wurde, konnte LabSat 3 Wideband direkt mit der OEM 7 verbunden werden, um den GNSS- und RS232-Eingang bereitzustellen, ohne dass eine IMU angeschlossen werden musste.
Das PPM-Team war auch an der Möglichkeit von LabSat 3 Wideband interessiert, alle Differenzdaten einschließlich RTCM für die RTK-Positionierung aufzuzeichnen. Die aufgezeichneten Daten umfassten alle Anomalien, einschließlich Satellitenausfälle, die durch Tunnel und Gebäude verursacht wurden.
LabSat 3 Wideband gab die aufgezeichneten GNSS- und IMU-Daten während des Bench-Tests an die OEM 7 weiter, wobei die OEM 7 die Satellitenverbindung und die IMU-Initialisierung erfolgreich durchführte.
Mit dem LabSat 3 Wideband wurden mehrere Wiederholungen durchgeführt, um die Tragfähigkeit dieser Testmethode zu bestätigen. Während dieses Vorgangs wurde festgestellt, dass die OEM 7 die IMU über den LabSat RS232-Ausgang konsistent initialisieren konnte, ohne dass eine IMU physisch mit dem Gerät verbunden ist.
Während mehrerer Testdurchläufe wurde auch die GNSS-Position analysiert und als wiederholbar nachgewiesen, wobei die protokollierte Positionsverfolgung eine visuelle Darstellung der minimalen Abweichungen zwischen den einzelnen Wiederholungen bot.
Basierend auf der Verwendung eines LabSat 3 Wideband während des Tests konnten PPM das zum Testen erforderliche Gerätevolumen reduzieren und den Personal- und Zeitaufwand in allen Testbereichen, z. B. beim Testen der Produktkompatibilität, drastisch reduzieren.
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