Simuladores GPS
Los simuladores de satélites GNSS de Safran ofrecen potentes pruebas basadas en escenarios, con una facilidad de uso excepcional, una precisión milimétrica y la mejor relación calidad-precio del mercado.
Nuestros avanzados simuladores generan señales de RF precisas de todos los sistemas globales y regionales: GPS, GLONASS, Galileo, BeiDou, QZSS, NavIC y constelaciones LEO (Órbita Baja Terrestre). Tanto si realiza pruebas en Estados Unidos, Europa, Asia como desde el espacio, Safran proporciona la simulación GNSS más fiable y de alto rendimiento para obtener resultados críticos para el éxito de la misión.
Introducción a los simuladores GPS/GNSS
¿Qué es un simulador GPS?
A medida que los receptores GPS/GNSS se integran en un número creciente de dispositivos críticos para la misión destinados a entornos de aplicación complejos, y se diseñan para aprovechar las capacidades emergentes de múltiples constelaciones GNSS (Sistema Global de Navegación por Satélite) y sistemas de aumento, los desarrolladores y fabricantes necesitan métodos más eficaces para garantizar su rendimiento. Es aquí donde entra en juego un simulador GPS/GNSS.
Aunque el ingeniero de pruebas dispone de diversas opciones para evaluar las funciones de posicionamiento, navegación y sincronización basadas en GNSS de sus receptores GPS integrados, la simulación ofrece la máxima flexibilidad en comparación con las pruebas basadas en señales de cielo real (“cielo abierto”) o las soluciones de grabación y reproducción. Disponer de un control total sobre la generación de señales GPS es la única manera de garantizar la capacidad de rendimiento de su hardware y software, en cualquier condición y en cualquier entorno.
¿Cómo funcionan los simuladores GNSS?
Para entender cómo funciona un simulador GNSS, es útil comprender algunos detalles de las transmisiones de señales GPS. Por ejemplo, la constelación GPS consta de al menos 24 satélites, que orbitan cada 12 horas y transmiten datos de navegación en diferentes frecuencias. GPS es solo uno de los varios sistemas globales de navegación por satélite (GNSS) en funcionamiento, o próximos a estarlo. (Consulte Explicación de la terminología GNSS para obtener más información). La mayoría de las aplicaciones de navegación actuales utilizan la frecuencia GPS L1, en la radiofrecuencia 1575,42 MHz. En esta frecuencia portadora, los satélites transmiten información de identificación y un mensaje de navegación que contiene la hora sincronizada, los datos orbitales del satélite (efemérides) y los datos sobre las posiciones esperadas de todos los satélites de la constelación (almanaque). Es a partir de estos datos que los receptores pueden calcular con precisión sus distancias a partir de varias señales de satélite simultáneamente para obtener su solución de navegación mediante trilateración.
Simulación GNSS rentable y eficiente
La simulación GNSS rentable y eficiente constituye una alternativa extremadamente útil y flexible, ya que permite a los ingenieros recrear señales GNSS e incluir todas las variables necesarias para una simulación directamente desde su puesto de trabajo, banco de pruebas o laboratorio. De este modo, pueden evaluar cómo reacciona su dispositivo receptor ante señales RF reales, cuál es su grado de precisión y cómo responde a diferentes escenarios, entornos y constelaciones.
Construir su propio sistema simulador GNSS puede ser una tarea gratificante, pero requiere experiencia técnica. Diseñada en torno al potente motor de simulación GNSS Skydel, ofrecemos orientación general y recomendaciones sobre el hardware y otros componentes para que usted pueda construir su propio simulador GNSS.
Una de las mayores ventajas de Skydel reside en su arquitectura definida por software, que permite a los usuarios aprovechar su propio hardware comercial estándar. Este enfoque de simulación GNSS confiere a Skydel la máxima escalabilidad y flexibilidad, y brinda a los usuarios la capacidad de desarrollar e innovar sin las limitaciones impuestas por el diseño del hardware.
Con una licencia de software Skydel, los usuarios pueden simplemente adquirir el hardware que necesitan y comenzar a simular.
Generación de señales y casos de uso
Simulación GNSS esencial
Nuestros simuladores de satélites GPS/GNSS son instrumentos intuitivos basados en escenarios que combinan una plataforma potente y rica en funcionalidades con un valor inigualable y una relación calidad-precio líder en el sector para cualquier necesidad de pruebas GPS.
Un generador de señales GNSS es un dispositivo capaz de crear señales simuladas de satélite y generar señales RF reales mediante la producción previa de datos I/Q y el cálculo de las órbitas de los satélites en una hora, ubicación y trayectoria definidas por el usuario. Nuestros simuladores generan las mismas señales RF que emiten los satélites de navegación para probar cualquier dispositivo o sistema dotado de un receptor GPS.
Los simuladores GPS pueden utilizarse para:
- Validar y mejorar la funcionalidad de receptores GPS
- Emular señales y datos GPS precisos y de alta calidad
- Probar dispositivos de posicionamiento, navegación y sincronización temporal (PNT) en entornos complejos simulados
Generar señales RF reales para pruebas con señales de satélite
Para probar adecuadamente un receptor GNSS, o cualquier dispositivo o sistema que dependa de las señales de los satélites de navegación global, los ingenieros necesitan simular las mismas señales RF que emiten los satélites reales.
Los ingenieros de pruebas pueden comenzar con ensayos en entornos reales, o pruebas con “cielo abierto”, para comprobar el rendimiento de un nuevo producto o dispositivo. Sin embargo, resulta difícil replicar una prueba debido al movimiento constante de los satélites. Las condiciones atmosféricas también presentan variabilidad, y evaluar un receptor GNSS en todas las partes del globo y en cada franja horaria en las que pudiera utilizarse resultaría costoso y requeriría mucho tiempo.
Simulación avanzada y realista con la flexibilidad del software
Software de simulación GNSS Skydel
El avanzado software GNSS Skydel de Safran es más flexible, escalable, personalizable, actualizable y rentable en comparación con los simuladores tradicionales basados en FPGA.
La forma en que el mundo concibe hoy la simulación GNSS no es la misma que hace apenas unos años, gracias a los avances tecnológicos en radios definidas por software y componentes COTS.
Métodos de prueba GNSS
Ensayos con señal conducida frente a ensayos Over-the-Air (OTA)
La tecnología de los Sistemas Globales de Navegación por Satélite (GNSS) resulta fundamental para sectores como defensa, aeroespacial y automoción, donde la precisión, la fiabilidad y la seguridad son esenciales. Sin embargo, las señales GNSS en entornos reales son vulnerables a interferencias, perturbaciones y suplantación (spoofing), lo que plantea riesgos significativos para las aplicaciones de misión crítica. Para garantizar un rendimiento robusto, las pruebas GNSS deben realizarse en entornos controlados que reproduzcan las amenazas del mundo real, a la vez que se eliminan las variables impredecibles.
Los ensayos con antenas CRPA (de patrón de recepción controlado) y las pruebas Over-the-Air (OTA) proporcionan una validación esencial al mejorar la resistencia a las interferencias y garantizar la resiliencia del sistema.
- Los ensayos conducidos consisten en conectar directamente un receptor o antena GNSS a un simulador de señales mediante cables, lo que permite un control preciso sobre las condiciones de la señal y elimina las interferencias externas. Este método es ideal para evaluar el rendimiento del receptor de forma controlada y repetible.
- Los ensayos OTA, por otro lado, evalúan el rendimiento GNSS en un entorno inalámbrico, generalmente dentro de una cámara anecoica. Este método tiene en cuenta factores del mundo real como las características de la antena, los efectos multitrayecto y las variaciones espaciales de la señal, lo que resulta esencial para validar el rendimiento del sistema en condiciones operativas reales.
| Tipo de ensayo | Conducido | Conducido | Over-the-Air |
|---|---|---|---|
| Simulación y pruebas GNSS generales | Ensayos CRPA, interferencias y suplantación | Pruebas GNSS integrales | |
| Dispositivo bajo prueba | Receptores GNSS estándar | Dispositivo electrónico CRPA | Antena CRPA + dispositivo electrónico Receptores GNSS Sistemas completos |
| Funcionalidades compatibles | • Multifrecuencia / multiconstelación • Pruebas multiantena • Interferencias / suplantación (spoofing) • HIL en tiempo real (Hardware-in-the-Loop) • Compatibilidad con IMU (Unidad de Medición Inercial) | • Multifrecuencia / multiconstelación • Pruebas multiantena • Interferencias / suplantación (spoofing) • HIL en tiempo real (Hardware-in-the-Loop) • Compatibilidad con IMU (Unidad de Medición Inercial) | • Aislamiento RF completo • Compatibilidad con banda ancha • Interferencias / suplantación (spoofing), CRPA • Simulación multi-entorno • Compatibilidad con IMU |
| Simulator | Skydel GSG-7 GSG-8 Gen2 | GSG-Wavefront | GSG-Anechoic |
Ensayos CRPA para aplicaciones de defensa
En misiones de defensa donde la resiliencia frente a interferencias y suplantación no es una opción, sino un requisito de misión crítica, los rigurosos ensayos CRPA garantizan que sus sistemas de antena multielemento funcionen a la perfección en entornos hostiles. Los sistemas de prueba CRPA replican señales GPS/GNSS reales y amenazas hostiles, permitiendo a los ingenieros validar el rendimiento anti-interferencias, identificar vulnerabilidades y certificar la preparación del sistema mucho antes del despliegue.
¿Por qué utilizar una cámara anecoica?
Una cámara anecoica proporciona un entorno ideal para las pruebas GNSS al eliminar las interferencias externas y los reflejos no deseados de las señales. Este entorno controlado garantiza una alta precisión, permitiendo condiciones de ensayo repetibles y consistentes que resultan imposibles de lograr en entornos al aire libre. Al simular escenarios del mundo real sin variables impredecibles, las cámaras anecoicas permiten una evaluación precisa de receptores GNSS, antenas y tecnologías anti-interferencias. Además, facilitan los ensayos Over-the-Air (OTA), asegurando que los sistemas funcionen de manera fiable en condiciones operativas reales, a la vez que mantienen el cumplimiento de los estándares del sector.
¿Cómo funcionan las antenas CRPA?
Las antenas CRPA (antena de patrón de recepción controlada) utilizan técnicas avanzadas de conformación de haz para filtrar y mitigar interferencias de forma dinámica. Al ajustar su patrón de recepción en tiempo real, las CRPA mejoran la integridad de la señal GNSS, lo que las hace ideales para aplicaciones militares, aeroespaciales y de alta seguridad.
Mejore su rendimiento GNSS con productos avanzados de simulación GNSS
Los simuladores GNSS (también conocidos como generadores de señales GNSS) son instrumentos generadores de radiofrecuencia capaces de transmitir los mismos datos exactos que los satélites GNSS. Sin embargo, el valor de un simulador GNSS reside en la posibilidad de modificar una amplia variedad de parámetros directamente desde el banco de pruebas:
Datos procedentes del satélite:
- Fecha y hora mediante los parámetros de reloj
- Identificador del satélite (código PRN)
- Efemérides y almanaque
Condiciones percibidas por el receptor:
- Número de señales de satélite
- Nivel de potencia
- Errores atmosféricos y de antena mediante modelos
- Condiciones multitrayecto
Posición del receptor:
- Posición inicial (latitud, longitud y altitud)
- Trayectoria (ruta de movimiento)
Simule las señales GNSS de todo el mundo
Es la combinación de todos estos parámetros lo que conforma un “escenario” para un dispositivo simulador GPS. Todos los modelos GSG de Safran pueden utilizarse en modo generador de señales para generar un flujo de datos de un solo satélite, lo que permite verificar la adquisición de señal del receptor y validar el ensamblaje. Los simuladores de Safran pueden generar simultáneamente señales de múltiples satélites en varias bandas. Pueden configurarse para simular GPS u otros sistemas globales de navegación por satélite como GLONASS, Galileo, BeiDou, QZSS, Pulsar e IRNSS, también de forma simultánea, para probar la capacidad multi-GNSS. También tienen la capacidad de generar señales de sistemas de aumento basados en satélites (SBAS): WAAS (América del Norte), EGNOS (Europa), MSAS (Japón) y GAGAN (India). Dado que las diversas constelaciones GNSS actualmente transmiten, o tienen previsto hacerlo, en otras frecuencias además de L1 (y Galileo E1 y BeiDou B1), los simuladores multifrecuencia de Safran están diseñados para generar estas señales, incluyendo GPS L2, L2C, L5; GLONASS L2; Galileo E5, E6; BeiDou B2, B3; e IRNSS L5.
Pruebe sus receptores GNSS con simulación dinámica de trayectorias
Los generadores de señales GNSS se programan para simular movimientos del receptor y garantizar que el sistema sea capaz de funcionar en cualquier trayectoria. La trayectoria es solo uno de los parámetros incluidos en un escenario. Los escenarios predefinidos se cargan en el dispositivo, listos para usar nada más sacarlo de la caja. Alternativamente, puede editar y guardar los parámetros de sus escenarios a través del panel frontal, mediante archivos cargables o desde un software de creación de escenarios, y comenzar. El simulador genera automáticamente las señales RF para probar receptores GNSS utilizando señales conducidas a través de conectores y cables RF, o señales radiadas mediante una antena. Las pruebas pueden controlarse de forma remota o automatizarse utilizando diversas interfaces de instrumentación y un protocolo de comandos SCPI. Varias capacidades nuevas permiten una integración perfecta de la simulación GNSS en una plataforma de prueba específica para cada aplicación, donde se pueden intercambiar datos para sincronizar las señales con otros datos simulados en tiempo real.
Descubra todo el potencial de las pruebas mientras ahorra tiempo y dinero con los simuladores GNSS
Sin la simulación GNSS/GPS, los intentos de probar receptores con señales de cielo abierto o con soluciones de grabación y reproducción estarían limitados a los satélites disponibles en un momento y lugar concretos, y bajo las condiciones del momento. Probar ubicaciones remotas o altas velocidades resultaría costoso, lento o poco práctico. Y con las señales de “cielo abierto”, los parámetros de prueba y el entorno nunca serían repetibles.
Pruebe más parámetros, con mayor frecuencia y con una flexibilidad extrema tanto para desarrollo como para fabricación; ahorre tiempo y dinero con los simuladores GNSS.
Simulación GNSS Skydel
La plataforma de simulación basada en software líder en el mundo
Skydel es la plataforma de simulación basada en software líder en el mundo, lista para funcionar allí donde usted se encuentre. Desde oficinas en casa hasta laboratorios de investigación, pasando por la fabricación de automoción y el sector defensa, Skydel está preparada para satisfacer sus necesidades de simulación y pruebas con soluciones hardware llave en mano, o por primera vez en el sector, con la opción BYOH (Bring-Your-Own-Hardware), que le permite utilizar su propio hardware. Experimente escenarios de prueba realistas por una fracción del coste y vea nuestra demo para más información.
GSG-7
Simulador GPS / GNSS avanzado
La solución de pruebas de posicionamiento, navegación y sincronización más reciente de la familia de simuladores basados en Skydel de Safran ofrece el máximo nivel en pruebas de señales de sistemas globales de navegación por satélite (GNSS) en un formato compacto, llave en mano y fácil de usar. Este avanzado simulador GNSS le permite generar las mismas señales RF que los satélites reales, posibilitando probar su dispositivo receptor GPS/GNSS en cualquier escenario.
GSG-8 Gen2
La próxima evolución en simulación GNSS
El GSG-8 Gen2 de Safran es una evolución del popular GSG-8. Se trata de una solución de pruebas de posicionamiento, navegación y sincronización temporal de nivel experto, integrada en la familia de simuladores basados en Skydel de Safran. Diseñado para simulaciones multi-antena, multi-vehículo y escenarios con interferencias avanzadas.
GSG-Anechoic
Sistema simulador GNSS para cámara anecoica
Diseñado para probar sistemas GNSS en una cámara anecoica, el sistema GSG-Anechoic de Safran se utiliza para evaluar antenas CRPA y multielemento, electrónica de antena y sistemas PNT completos. Ofrece todas las capacidades de una cámara anecoica con una potente calibración automática y soporte multisalida para una evaluación integral a nivel de antena y de sistema.
GSG-Wavefront
Sistema de prueba CRPA definido por software
GSG-Wavefront ofrece simulación escalable y coherente en fase, con modelado dinámico de amenazas y simulación de interferencias y suplantación en tiempo real, lo que lo hace ideal para laboratorios de defensa que necesitan probar sistemas CRPA, elementos electrónicos de antenas multielemento y escenarios de alta dinámica.