GSG-7, GSG-8 GNSS Simulator ระบบจำลองสัญญาณดาวเทียม แห่งอนาคต
GNSS Simulator คืออุปกรณ์ที่ใช้สำหรับการจำลองสัญญาณดาวเทียม GNSS ซึ่งก็คือการสร้างสัญญาณเสมือนของดาวเทียม GNSS เพื่อใช้สำหรับทดสอบอุปกรณ์รับสัญญาณ GNSS
การรับสัญญาณดาวเทียม GNSS มีความต้องการการรับสัญญาณในลักษณะของ Line
of Sight ซึ่งจะต้องปราศจากสิ่งบดบังสัญญาณ เช่น บริเวณโล่งแจ้ง ดังนั้นการทดสอบอุปกรณ์รับสัญญาณ
GNSS ในห้องทดลอง จึงมีความจำเป็นต้องสร้างสัญญาณดาวเทียมเสมือนขึ้นมาในบริเวณภายในอาคาร
อุปกรณ์จำลองสัญญาณดาวเทียม GNSS Simulator ยังมีคุณสมบัติที่สามารถสร้างสถานการณ์ (scenario)
โดยสามารถจำลองสถานการณ์ที่ต้องการ ทำซ้ำได้ ซึ่งจะแตกต่างจากการรับสัญญาณจากดาวเทียมจริง
ที่แปรเปลี่ยนไปตามเวลา
GNSS Simulator รุ่นเก่ามีออกแบบมาในลักษณะ
H/W based คือการสร้างสัญญาณจะขึ้นอยู่กับวงจรอิเล็กทรอนิกส์
(FPGA based) เมื่อการสร้างสัญญาณดาวเทียมเสมือน ถูกกำหนดด้วยขนาด
และจำนวนของวงจรอิเล็กทรอนิกส์ การเพิ่มเติมและเปลี่ยนแปลงรูปแบบสัญญาณจึงไม่ยืดหยุ่น
ในอดีต GNSS Simulator แบบ 4 channel (ดาวเทียม
4 ดวง) เมื่อต้องการจะเพิ่มจำนวนดาวเทียม อาจจะต้องทำการ upgrade
H/W เพื่อเพิ่มจำนวน และการปรับเปลี่ยนระบบใด ๆ ก็มักจะต้องเพิ่มวงจรอิเล็กทรอนิกส์
GNSS Simulator ระบบใหม่ได้มีการออกแบบมาในแนวทางของ
S/W based โดยใช้งานร่วมกันกับอุปกรณ์ SDR (Software
Defined Radio) ซึ่ง SDR เป็นอุปกรณ์มาตรฐานแบบ
Commercial Off-The-Shelf หาได้ทั่วไป แนวทางการออกแบบ S/W
based จึงไม่ต้องยึดติดกับวงจรอิเล็กทรอนิกส์ เหมือนอย่าง GNSS
Simulator รุ่นเก่าในอดีต
Safran GSG-7/GSG-8 เป็น
GNSS simulator ที่การทำงานจำลองสัญญาณดาวเทียม เริ่มจาก ขั้นตอนในลักษณะของ
Signal Processing สร้างสัญญาณโดยโมเดลการคำนวณโดยใช้ GPU
(Graphical Processing Units) ได้ผลลัพธ์ออกมาเป็นสัญญาณ I/Q
(In-Phase and Quadrature) แล้วนำสัญญาณ I/Q ไปผ่าน
วงจร SDR ออกมาเป็นสัญญาณดาวเทียม GNSS
ซึ่งวงจร SDR ก็จะทำหน้าที่แปลงสัญญาณคล้าย ๆ กับ mixer
ในระบบ Digital Modulation
สัญญาณของ Digital Modulation มีต้นกำเนิดจากสัญญาณพื้นฐานของ Sinusoidal
signal [In-phase และ Quadrature] ผู้เขียนขอยกตัวอย่างการสร้าง
สัญญาณ Modulation ใน Digital Communication
ซึ่งเริ่มมาจากสัญญาณ I/Q
โดยตัวอย่าง การสร้างสัญญาณ QPSK ดังลิ้งค์ต่อไปนี้
https://www.youtube.com/watch?v=h_7d-m1ehoY
กลับมาที่ตัวอุปกรณ์ GNSS Simulator GSG-7/GSG-8 ซึ่งมีหัวใจหลักของการทำงาน มาจากซอฟท์แวร์ Skydel
โดยใช้ GPU ประมวลสัญญาณ ของระบบดาวเทียมแบบต่าง
ๆ ซึ่งได้ผลลัพธ์ออกมาในรูปแบบสัญญาณ I/Q จากนั้นสัญญาณที่ได้จากการประมวลผลจะส่งเข้าสู่ภาค
SDR ซึ่งจะทำหน้าที่แปลง I/Q Signal ออกมาเป็นมาเป็น
RF output เสมือนจริงของสัญญาณดาวเทียม GNSS
ดังนั้น GSG-7/GSG-8 จะไม่ถูกจำกัดในการจำลองสัญญาณชนิดใด
ๆ ทั้งสัญญาณดาวเทียมระบบต่าง ๆ GPS GLONASS Galileo BeiDou NAVIC QZSS SBAS Xona รวมถึงสัญญาณรบกวน Multipath
สัญญาณ Interference สัญญาณ Jamming และไม่จำกัดจำนวนดวงของดาวเทียม
เพราะสัญญาณต่าง ๆ ทุกแบบ ทุกชนิด ได้มาจากการคำนวณสัญญาณ I/Q ซึ่ง GSG-7/GSG-8 ใช้วงจร SDR เพียงแค่ทำหน้าที่แปลงสัญญาณ
ออกมาเป็น RF Output
https://safran-navigation-timing.com/product/skydel-gsg-7-advanced-gnss-simulator/
GSG-8 รองรับได้มากกว่า 2,000 signal
https://safran-navigation-timing.com/product/skydel-gsg-8-gen2/
Safran GSG-7/GSG-8 เป็นผู้บุกเบิก GNSS Simulator ในรูปแบบ S/W based โดย S/W Skydel มีการพัฒนาและใช้งานมานานกว่า 10 ปี ซึ่งปัจจุบัน ก็เริ่มจะมีผุ้ผลิตรายอื่น ๆ เริ่มเปลี่ยนมาผลิต GNSS Simulator แทนระบบเก่าที่สร้างสัญญาณแบบ H/W based
การใช้งาน GSG-7/GSG-8 ก็ง่ายไม่ยุ่งยากซับซ้อน ใช้เวลาในการเรียนรู้การใช้งานไม่นาน โดยดูตัวอย่างการใช้งานได้จากลิ้งค์ต่อไปนี้
https://www.youtube.com/watch?v=jH7jWt8WHhY&t=108s
ถ้าหน่วยงานใดมีความสนใจ GNSS Simulator GSG-7/GSG-8 สามารถติดต่อสอบถามได้ตามด้านล่าง
บริษัท NetSync (Thailand) Limited มีความยินดีที่จะให้คำปรึกษาเรื่องระบบ Master Clock, NTP Server, Time & Frequency system, GNSS Simulator
ติดต่อ คุณยุทธนา Tel: 089-136 6399
info@netsync.co.th
yutthana@netsync.co.th
Posts
