Skydel是一款軟件定義的GNSS仿真模擬引擎，也是德思特GNSS模擬器GTS P7的核心驅(qū)動。它創(chuàng)新性地采用了軟件定義架構(gòu)，兼具兩全其美的優(yōu)勢：頂級GNSS 模擬器獲得的高端性能，以及使用其 GNSS 軟件架構(gòu)的硬件所帶來的規(guī)模經(jīng)濟性和靈活性。

Skydel是為滿足苛刻的模擬要求而設(shè)計的，它擅長在實驗室中重現(xiàn)各種真實世界的場景?？梢詫崿F(xiàn)廣泛的模擬器配置，從簡單的桌面設(shè)置到多波段暗室，提供了GNSS模擬器的高端性能和軟件定義架構(gòu)的經(jīng)濟性和靈活性。包含豐富的功能集，支持高達1000個通道（搜星數(shù)量）、具有1000?Hz模擬迭代率、用戶定義腳本的遠程控制。所有功能都集成在一個現(xiàn)代化、精簡的用戶界面中，信號數(shù)量幾乎不受限制，提供最高質(zhì)量的實時GNSS模擬。

今天德思特為您詳細解析Skydel中天線模型的核心設(shè)置。您將了解如何通過CSV文件定義天線增益方向圖、設(shè)置天線相對于載體的物理位姿，并利用序列化功能在仿真中切換不同模型，以實現(xiàn)更真實的信號仿真。

01 簡介

在Skydel中，天線模型在Settings - Vehicle - Antenna中進行設(shè)置，其中天線指代的是GNSS接收設(shè)備。天線模型盡可能模擬現(xiàn)實中Vehicle的GNSS接收機，主要提供如下的設(shè)置選項：

信號層面：天線對GNSS信號接收頻段、信號相位、信號的空間分布范圍；

物理層面：天線相對于Vehicle的位置及姿態(tài)；

仿真運行層面：提供在運行時切換不同天線模型的功能。

在仿真中，似乎只對于信號層面進行設(shè)置就可以，但是對于天線物理層面設(shè)置是有必要性：

天線位置：天線的位置和Vehicle的幾何中心可以設(shè)置不重合，此時Skydel仿真信號的位置和接收機解析的輸出位置有固定的差值；

天線姿態(tài)：通信層面的所設(shè)置的信號范圍和空間分布角度，是基于天線姿態(tài)來確定參考系的。

可以看出Skydel盡可能模擬每一個細節(jié)，包括天線的位置和姿態(tài)，這兩個變量均對接收到的信號有影響。

02 天線增益/相位模型

在信號層面，可以對信號的增益、相位進行設(shè)置。由于兩者設(shè)置方式幾乎一樣，本節(jié)以信號增益為例。相關(guān)設(shè)置如下圖所示：

模型界面

在"Gain pattern and Gain Offset"中，可以設(shè)置天線對于不同頻段信號的增益值；在點擊"More"選項后，能夠?qū)?strong>不同的仰角、方位角所能夠接收到的信號增益進行具體設(shè)置：

天線增益模型

在這個三維圖中，橫坐標表示方位角，縱坐標表示仰角。在某點顏色的深淺，代表該位置功率的增益大小。如圖中標注的一點表示：仰角為21.1°，方位角為-45.7°的天空方向，該頻段的信號增益為-2.81dB。

!注意

仰角范圍為-90°至90°，方位角范圍為-180°至180°，其參考的坐標為天線的姿態(tài)，而天線的姿態(tài)隨著Vehicle的軌跡移動發(fā)生變化。在默認情況下，Vehicle朝前的位置方位角為0°，地球水平面的仰角為0°。

對仰角、方位角的設(shè)置需導(dǎo)入一個只含數(shù)值的csv文件，該文件的一行代表一個仰角度數(shù)，一列代表一個方位角度數(shù)。文件可以有若干行、若干列，Skydel將對行、列自動進行線性插值。文件的格式如下：

一個CSV文件定義一個天線增益模型，要點如下：

每一個CSV文件實際上是一個數(shù)值矩陣。Skydel將自動進行線性插值，創(chuàng)建連續(xù)的3D天線增益模型；

增益的單位是dB，角度的單位是°；

從上往下，第一行代表-90°仰角，末行代表90°仰角；從左往右，第一列代表0°方位角，未列代表360°方位角（即-180°方位角）；

其余每一行都是仰角的均勻劃分；

其余每一列都是方位角的均勻劃分

以一個簡單的CSV文件為例，假設(shè)某個CSV文件的內(nèi)容如下：

CSV

1 1,2,3

2 4,5,6

3 7,8,9,

其含義是：

第一列代表方位角為0°的增益，第二列代表方位角為120°的增益，第三列代表方位角-120°的增益；

共有三行，仰角變化的步長為90°。第一行表示仰角為-90°的增益，第二行表示仰角為0°的增益，第三行表示仰角為90°的增益。

在系統(tǒng)默認的天線模型中，一共有181行、1列，即仰角步長為1°；方位角的增益沒有變化。

03 天線位置/姿態(tài)模型

天線的位置/姿態(tài)模型用于對天線相對于Vehicle的位置進行設(shè)置。默認情況下，X=Y=Z=0，roll=pitch=yaw=0。

天線位置/姿態(tài)示意圖

04 序列化模型切換

在仿真過程中，天線模型是不能改變的；但在仿真開始之前，可以通過序列化模型設(shè)置，提前給定在某個仿真時間點切換的天線模型。

序列化天線模型設(shè)置

如果在t=0時沒有指定模型，系統(tǒng)將采用默認模型，直到模型切換。

審核編輯 黃宇