【2017年整理】思博伦SimGEN软件介绍.pdf
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1 SimGEN 软件 1.1 Spirent仿真系统简介 1.1.1 GSS6700 仿真系统 的 组成 GSS6700 是 Spirent 公司在 2008 年推出的新型 GPS 仿真产品 GSS 6700 是一个系列产品的代号，它替代停产的 STR4500（回放功能）和 GSS6560（实时仿真）这两种不同功能的产品，同时将可以仿真的星座类型扩展到 GPS、 GLONASS和 Galileo GSS6700 仿真系统组成如下图： 图 4-1： GSS6700 仿真系统组成图 1.1.1.1 组成部分 1. GSS6700 信号源； 2. 信号源控制计算机； 3. 仿真控制软件 1.1.1.2 GSS6700 信号源的性能参数 - 星座类型： GPS/SBAS 星座； - 码类型： GPS L1 & SBAS L1 C/A ； - 通道数： 12 通道，同时最多可仿 12 可导航星信号； - 信号动态范围：相对速度 ± 15， 000 m/s，相对加速度 ± 450 m/s2,相对加加速度 ± 500m/s3； - 电平控制范围： +15~-20dB； - 信号电平参考基准： -160dBW； - 信号的电平仿真精度： 0.5dB（区别与控制分辨率 0.1dB）； - 伪距的仿真精度： ± 0.002 m； - USB 总线与仿真软件控制计算机通信； 1.1.1.3 GSS 6700 配套的仿真软件 GSS 6700 仿真系统由购买时候厂商提供的软件和 License 决定仿真系统的功能。
GSS 6700 对应有三种不同名称的仿真控制软件： SimPLEX V3.01： SimReplayPlus； SimGEN SimPLEX V3.01 和 SimReplayPlus 配 套 只 能 回 放 仿 真 场 景 ， 其 中SimReplayPlus 能修改仿真的起始时间 SimPLEX V3.01 仿真软件，仅能播放SimGEN 仿真软件生成的后缀为 .sim 文件，以驱动仿真器产生动态 GPS 射频信号 若仿真控制软件为 SimGEN，则厂商根据用户的要求，提供相应的 License文件， License 文件与仿真信号源一一对应，决定整个仿真系统的功能 1.1.2 GSS8000 仿真系统 的 组成 GSS8000 是 Spirent 公司在 2008 年推出的新型 GPS 仿真产品 GSS8000 是一个系列产品的代号，它替代停产的 STR4760 和 GSS7700 等系列产品可以仿真的星座类型包括 GPS、 GLONASS 和 Galileo GSS8000 仿真系统组成如下图： 图 5-1： GSS8000仿真系统组成图 1.1.2.1 组成部分 1. GSS8000 信号源； 2. 信号源控制计算机； 3. 仿真控制软件。
1.1.2.2 GSS8000 信号源的性能参数 - 星座类型： GPS/SBAS 星座（依具体产品可增加 GLONASS、 Galileo）； - 码类型： GPS L1 & SBAS L1 C/A ； - 12 通道，同时最多可仿 12 可导航星信号（依具体产品可增加至 16 通道）； - 信号动态范围：相对速度 ± 120,000m/s，相对加速度 ± 192,600m/s2,相对加加速度 ± 890,400m/s3； - 电平控制范围： +20~-40dB； - 信号电平参考基准： -160dBW； - 信号的电平仿真精度： 0.5dB（区别与控制分辨率 0.1dB）； - 伪距的仿真精度： 显示告警信息，查看硬件手册，对应可以找到告警的具体原因 告警信息为闪烁状态，注意观察液晶显示屏，正常运行时应无告警信息 1.1.4.3 仿真器与 GPS 接收机的连接 1.1.4.3.1 有线连接 标准的连接方式为如下连接方式 图 7-2： 仿真器与 GPS接收机的标准连接方式 1.1.4.3.2 后面板连接方式 仿真器后面板 Mon/Cal 端口主要用于工厂校准测试，该端口输出的 RF 信号电平高于前面板端口 50~60dB（具体值对应于随产品的校准报告），该信号可用于需要加强信号输出功率的测试。
但要注意：此功率电平没有被校准，因此不能象前面板的 RF 输出口，能输出精度对应于 SimGEN 软件中设置的功率电平，有一些型号（如 STR4760）的Mon/Cal 输出口没有隔离直流，如果接入到 Mon/Cal 前没有加直流隔离，可能对仿真器构成危害 1.1.4.3.3 无线辐射方式 通过在仿真器输出端连接一个信号发射天线，把 GPS 信号以无线辐射方式传输 可控性差； 容易干扰其他设备，同时也容易被别的信号干扰（整星测试时，同一测试厂房内两台仿真器出现干扰，导致故障） 1.1.4.4 信号功率控制 仿真系统的信号功率电平设置有两种模型，即相对模式和绝对模式 在对接收机进行灵敏度测试时，选择绝对模式进行其他项测试时选用相对模式 1.1.4.5 仿真器在测试中使用举例 双天线仿真（应用于相对定位）测试的是单个 GSS8000 所具备的最复杂的工作模式，以此为例进行说明如下 仿真器输出两个运动轨迹不同（也可以是相同）的载体所能接收的 GPS 信号仿真场景中的设置除了载体数量不同外，其他与单个载体的仿真相同 因为仿真载体数增加一个，对仿真器的要求提高了，仿真器必须是具备有 2个及以上射频输出端口的 GSS8000 测试设备连接框图 图 7-3： 相对定位单机测试连接框图 仿真器中射频端口与载体（主、副星）的对应关系如下： 图 7-4： 相对定位仿真中射频端口与载体的对应关系示图 1.2 SimGEN 简介 SimGEN 是由英国 Spirent 公司开发的一款卫星导航测试系统软件。
这款软件能驱动 Spirent 硬件信号发生器 (简称仿真器 )，产生模拟动态的射频导航信号，在地面为用户提供强大而灵活的 GPS、 GLONASS、 Galileo 产品完整的测试系统解决方案具有 仿真信号可控和可重复性两个显著的优点 SimGEN 是英国 Spirent 公司开发的一系列卫星导航测试系统软件的总称，有很多版本，其中 SimGEN V2.72 版本可在任意 PC 机上安装，不需要连接硬件仿真器就可以进行数学仿真从 SimGEN V2.72 后续版本，必须和硬件仿真器链接使用 SimGEN 能进行仿真场景制作并生成回放场景， SimPLEX 软件能运行SimGEN 并生成回放场景 下表是常用的仿真器和 配套仿真软件 及其 适用性 仿真器 配套 仿真软件 功能 适用性 (用户 /天线 /频点 ) STR4500 SimPLEX V2.05 运行回放场景 单用户单天线单频 GPS L1 STR4760 SimGEN V2.72 仿真场景制作 生成回放场景 单用户单天线单频 GPS L1 单用户单天线双频 GPS L1/L2 双用户单天线单频 GPS L1 STR4780 SimGEN V2.72 仿真场景制作 生成回放场景 单用户单天线单频 GLONASS L1 GSS6700 SimPLEX V3.01 运行回放场景 单用户单天线单频 GPS L1 GSS8000 SimGEN V2.84 仿真场景制作 生成回放场景 单用户单天线单频 GPS L1 单用户单天线双频 GPS L1/L2 双用户单天线单频 GPS L1 SimGEN V2.91 仿真场景制作 生成回放场景 单用户单天线双频 GPS L1/L2 单用户单天线双频 GLONASS L1/L2 单用户单天线双模 GPS L1/GLONASS L1 单用户双天线双模 GPS L1/GLONASS L1 双用户单天线双模 GPS L1/GLONASS L1 1.2.1 运行模式说明 运行模式分两种： 带硬件模式：驱动仿真器硬件，输出一比一实时 GPS 信号，同时以文件形式输出理论轨迹数据。
不带硬件模式：不驱动仿真器硬件，但需要与硬件有通信，以文件形式输出理论数据，生成用于低端仿真器（ STR4500， GSS6700）仿真试验必需用的仿真文件数据包 1.3 SimGEN 安装说明 1) 解压“ SimGEN V2.72 SR02.rar”，运行其下的“ setup.exe”即可 2) 首次不带硬件运行时，需勾选菜单栏 options->general options->No hardware(“dummy run”)，如下： 3) 更新跳秒文件： “ simgen 安装路径 \Spirent Communications\SimGEN\Datum Files\Leap seconds history.txt”，更新最新跳秒，注意保持格式一致 4) 更新文件“ sig_gen.txt”：将“ sig_gen.txt”拷贝到“ simgen 安装路径 \Spirent Communications\SimGEN“路径下 1.4 仿真场景要素及设置 仿真场景中包含有各种丰富的仿真要素，覆盖信号发射、信号传播、信 号接收等通信链路全过程 仿真场景中包含的信息可以用场景要素来进行描述，下图对各要素按层次进行了分类描述。
第一类要素可以类比为角色，底层要素可类比为表演角色的具体某个演职人员显然，将某些具体的演职安排到对应的角色中，通过仿真软件中的模型来进行模拟计算，即可实现一段时间内 GPS 的仿真 仿 真 场 景仿 真 起 止 时间 段用 户 轨 迹用 户 姿 态传 播 路 径用 户 天 线导 航 星 座轨 道 六 根 数 轨 迹 点 位 载 体 姿 态 点 位天 线 增 益 方 向图天 线 安 装 指 向+初 始 姿 态 外 推总 集 合第 一 级 要素 ： 角 色 、布 景底 层 要 素 ： 演员任 取其 一任 取其 一+图 1： 场景要素结构层次图 1.4.1 仿真时间设置 仿真时间修改时需同时进行：仿真场景时间； GPS 星历时间、跳秒时间 GPS 仿真场景时间的修改包括： 1) 仿真场景时间的修改 2) 星座广播星历时间修改： a) GPS 星座与场景时间需同步更新，跳秒修改见 1.4.3.1 节、星历时间的修改见 1.4.3.6.3 节 b) Glonass 广播 星历内容与时间相关，广播星历不能随场景时间更动 双击图示 start time(…… .)，弹出界面设置仿真场景开始时间、持续时间，如下： 注 *： 界面所示时间为 GPS 时间，输入为 UTC 情况需 +对应跳秒值 GPS 时间需要为 6s 整数倍 跳秒发生的设置，钩中 option 下的 leapsecond 项，双击设置跳秒发生时刻即可 1.4.2 传播路径 1.4.2.1 电离层的打开与关闭 一般只进行电离层模型关闭、固定、模型的设置，不加说明设置使用电离层模型，其他使用默认值，如下： 1.4.2.2 大气延迟的打开与关闭 大气延迟（ Tropospheric delay）模型一般设置使用 STANNAG 模型，不考虑大气使用 Disabled 关闭。
1.4.3 导航星座 1.4.3.1 跳秒修改 general 中设置的 GPS-UTC 的跳秒值，如下： 1.4.3.2 发射功率调整 Gps 星座设置页面中 signal control->signal power 页面可以进行发射端信号功率的调整，默认为 10dB当导入外推增益文件时，需在此处进行相应的补偿如原天线的最大增益为 6.2dB 最小增益为 -2dB，格式修改后导入的。
