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哺乳动物 卫星导航的关键特性要求——GNSS一致性、基本性能、增强性能、安全及健壮性

哺乳动物 恐龙


哺乳动物 卫星导航的关键特性要求——GNSS一致性、基本性能、增强性能、安全及健壮性
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PNT信息是需要获得即时了解的内容 ， 因此 ， 所有涉及到精确位置及时间相关的设备或装置 ， 都应当达到设备的相应设计要求；这就要求必须从“基本性能”、“功能安全/完好性”等概念出发 ， 利用应用相关的场景库或“异常事件触发” ， 来全方位的评估有关的业务要求 。 下面针对GNSS的产品特征 ， 描述了覆盖该类技术可能涉及的测试门类及参考测试例 ， 可根据实际应用需求增删有关的测试场景库 。
通常 ， GNSS相关的测试要求可划分为如下部分：

GNSS一致性测试：即在开放天空(opensky)的GNSS理想条件下 ， 验证DUT所宣称的信号支持能力是否符合其参数标称 ， 包括：
a.宣称支持的多模多频（Multi-frequencies Multi-Constellation）星座及频点
b.独立北斗的定位能力
c.GPS/BEIDOU ， 或GPS/BEIDOU/GLONASS/GALILEO的组合定位能力
d.所宣称的1HZ/10HZ/100HZ数据刷新率条件下 ， 标称的多模多频组合定位的数据输出能力
e.RTK数据支持能力 ， 如RTCM版本 ， 消息等的兼容能力f.
GNSS基本性能测试：GNSS的基本性能测试是该类产品最基础的测试 ， 用于评估其基本性能 ， 耳熟能详的测试要求包括：
a.首次定位时间
b.跟踪灵敏度
c.捕获灵敏度
d.重捕获时间
e.静态和动态定位精度
GNSS增强性能测试：此为面向特定应用的增强性测试 ， 如针对CAV相关的应用测试 ， 其目的用于评估DUT对于特定场景的性能响应 。 此类测试中 ， 设定不存在任何卫星段(space segment)的异常事件及用户段（user segment）的异常环境如干扰/欺骗等 。 但影响GNSS的突出环境因素如遮挡、多径条件下的性能评估在本部分覆盖 ， 所覆盖的应用类性能测试应包括但不局限于如下场景：

  1. 不同速度及加速度下的动态定位精度（时长？速度？性能要求待定）
  2. 不同转弯半径及速度条件下的定位精度（半径 ， 速度待定？）
  3. 典型地形遮挡条件下动态定位精度如单面隔音幕墙（时长/速度/幕墙高度 ， 距车距离待定？）
  4. 城市峡谷条件下车辆驶离地库的快速定位时间（利用遮挡模型、3D城市地图或高精地图进行多径建模） ， 包括：
    • 3D城市环境 ， 仅GNSS LOS直射径条件下的定位重捕获时间及定位精度；验证多模算法定位能力
    • 3D城市环境 ， LOS径+MP多径仿真；验证定位重捕获时间及定位精度
  5. 立交桥（可含辅路） ， 基于3D（高精车道级）地图 ， 验证定位精度 ， 如高度
  6. 基于真实城市3D地图的城市巡航动态定位精度仿真（基于3D地图或3D高精地图）
  7. 基于城市3D地图 ， 进行城市峡谷里RTK固定解比率 ， 定位精度的评估 ， 验证
GNSS安全健壮性（鲁棒性）测试
上图是个简化的GNSS面临威胁的分类；干扰、欺骗、攻击、劫持 ， 各类的问题每天都在发生 ， 另外GNSS系统本身也会发生异常(称为segment error) ， 无论是在GPS、GLONASS或是北斗身上 ， 过往的历史中都是有据可查的 。 因此终端产品GNSS的“脆弱性”及“健壮性”这一矛盾体 ， 随着GNSS重要性的日益显现 ， 对其关注也日益凸显 。 该类测试包括但并不局限于以下内容.
  1. 静止条件下的干扰类测试 ， 包括不同干扰距离、信号类型及干扰功率条件下的“威胁门限”类测试 ， 评估DUT抗干扰能力的基准水平（距离 ， 信号类型及干扰功率水平待定）
  2. 运动状态下 ， 在DUT运动轨迹的预设位置 ， 提供单个或多个干扰源 ， 评估DUT运动状态下抗干扰能力（ 同上 ， 测试条件待定）
  3. 非故意干扰条件下的频谱兼容性测试（可参考及引用欧洲RED测试）
  4. 卫星段异常类测试 ， 包括GLONASS星历崩溃等
  5. 欺骗场景 ， 包括如：

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