德思特干货 | Skydel卫星定位全攻略:基于仰角/方位角的GPS坐标生成指南(附MATLAB工具包)

本应用是向用户展示如何根据Skydel软件中用户定义的仰角/方位角配置卫星位置。本文档附带了MATLAB脚本和函数,可帮助用户生成一组开普勒参数,从而将GPS卫星放置在天空视图中所需的仰角/方位角上。

01 根据卫星仰角/方位角生成轨道参数

●  运行名为Main.m的MATLAB脚本

●  定义您想要模拟多少个GPS卫星

●  插入每颗卫星的仰角和方位角(以度为单位)

●  该脚本将显示您在上一步中定义的所有卫星的星图

●  该脚本将根据定义的Skyview计算开普勒参数

●  该脚本将生成一个包含每颗卫星的开普勒参数的表,并导出MATLAB脚本同一目录中名为 Output.txt 的表中的所有参数,开普勒参数的结构如下:

○ PRN:卫星的PRN码
○ t_oc:本地时间
○ t_oe:星历参考时间
○ sqrtA:半长轴的平方根
○ e:离心率(ε)
○ omega:近地点幅角(w)
○ M_0:平均运动差
○ i_0:倾角(i0)
○ omega_0:升交点经度(W0)
○ omega_DoT:直升节点经度速率(Wdot)
○ i_dot:倾斜率(idot)
○ delta_n:平均运动差率(Dn0dot)

示例一:生成 X 形状的九颗卫星的轨道参数

1.运行名为Main.m的MATLAB脚本

2.将您想要模拟的卫星数量定义为9

3.输入每颗卫星的仰角和方位角,如下所示:

4.您将得到一个卫星视图,如下图所示:

5.开普勒参数生成如下:

02 仿真配置

●  打开Skydel并创建一个新配置

●  设置模拟时间为2020-03-29 00:00:00

●  将车辆位置设置为纬度 = 0、经度 = 0、海拔 = 0

●  在GPS选项卡中,选择信号并启用要模拟的PRN

●  在GPS选项卡中,选择轨道

●  对于选定的PRN,将参考时间 (GPS) 设置为 2020-03-29 00:00:00

●  将轨道参数替换为每个选定PRN的 Matlab 脚本执行(之前完成)中可用的值

●  其他参数保持不变或强制为0

●  对所有卫星重复此操作

●  参考示例(1),图3为根据步骤(1)中获得的轨道参数修改轨道参数和参考时间(GPS)(红框内)后Skydel软件的屏幕截图。可以在Skydel软件的星座选项卡中看到与图1相同的卫星图案(红色圆圈)

03 运行GNSS仿真

●  连接GNSS接收器并运行模拟

●  在接收器的Skyview中看到相同的卫星模式。参考示例 (1),图 4 是UBlox接收器的屏幕截图,展示了使用 Skydel 软件模拟的 X 形卫星图案。

使用Skydel可以模拟多种卫星模式

使用 Skydel 软件功能和本应用指南随附的MATLAB脚本,您可以根据用户要求配置和模拟多种卫星模式。例如但不限于,用户可以模拟分别下图所示Z形或Φ(Phi)形的卫星。

Skydel

•软件定义的GNSS仿真模拟引擎

斯凯德尔(Skydel)是为满足苛刻的模拟要求而设计的,它擅长在实验室中重现各种真实世界的场景。可以实现广泛的模拟器配置,从简单的桌面设置到多波段暗室。包含丰富的功能集,支持高达1000个通道(搜星数量)、具有1000 Hz模拟迭代率、用户定义脚本的远程控制。所有功能都集成在一个现代化、精简的用户界面中,信号数量几乎不受限制,提供最高质量的实时GNSS模拟。