▼ 北斗原理:基础型原理教学
北斗原理教学系列产品采用模块化的设计理念,通过基础平台+扩展模块,使用户可根据教学、实训和应用需求进行不同的模块组合,贯通北斗导航基本原理、北斗高精度定位原理等知识体系,解决卫星导航相关课程原理教学难度高、实验教学环境缺乏、应用场景支不足等问题。
一、北斗导航原理与应用实验平台
北斗导航原理与应用实验平台是《北斗原理与应用教学》等相关课程配套的教学实验设备,由北斗原理与应用教学硬件平台、软件平台两部分构成,支持对卫星导航射频信号、观测数据多维度进行处理分析,学生可以系统学习北斗系统架构组成、工作原理,掌握北斗接收导航解算过程和核心算法,了解卫星导航系统应用。
性能指标
•支持GPS L1和BD B1频点
•水平位置精度:2.5m
•支持NMEA数据和接收机原始数据输出
•支持伪距、载波相位、信噪比等数据的实时输出
实验课程:提供系统性的完整实验课程设计,内容覆盖卫星导航系统概述、卫星导航系统应用、卫
星导航时间系统、卫星导航坐标系统、认识GNSS接收机、接收机标准定位等知识内容,实验课程不少于20个,提供对应内容的多媒体教学理论课程。
1、卫星导航系统概述
理论课程设计
①卫星导航系统的发展
②四大卫星导航系统
③卫星导航系统组成及运行流程
实验课程设计
①卫星轨道认识实验
②卫星星座演示实验
2、卫星导航系统应用
理论课程设计
①卫星导航系统功能概述
②卫星导航系统应用现状
③典型应用领域的应用实现
实验课程设计
①大众应用实验
②真实卫星监测实验
3、时间系统
理论课程设计
①时间系统的意义
②时间系统的分类
③世界时
④原子时
⑤协调世界时
⑥卫星导航时
⑦时间的表示方式
实验课程设计
①UTC与北京时的转换实验
②UTC与北斗时的转换实验
③UTC与GPS时的转换实验
④时间表示方式之间的转换实验
4、坐标系统
理论课程设计
①坐标系统的意义
②坐标系统分类
③地心地固坐标系
④大地坐标系
⑤站心坐标系
实验课程设计
①地心地固与大地坐标转换实验
②地心地固与测站坐标转换实验
③WGS84与CGCS2000转换实验
④惯性坐标与轨道六根数转换实验
5、认识接收机
理论课程设计
①接收机的作用及分类
②接收机的组成介绍(天线+整机、一体机)
③接收机的常用指标
④接收机的输出数据及协议
实验课程设计
①导航电文解析实验
②可见卫星载噪比分析实验
③接收机实时数据观测实验
④接收机原始数据采集及查看实验
⑤接收机定位操作实验
6、接收机标准定位
理论课程设计
①基本定位原理
②)测量误差
③精度评估
实验课程设计
①电离层误差分析实验
②对流层误差分析实验
③接收机单点定位实验
④实时定位精度因子分析实验
⑤定位精度因子分析实验
二、北斗高精度定位研发与应用实验平台
北斗高精度定位研发与应用实验平台是以“北斗差分定位原理及应用”为主题的教学实验平台,该平台由标准组件北斗导航原理与应用实验平台升级而成。学生通过本实验平台可学习北斗差分定位的基本原理、差分系统的搭建与应用等相关知识。
产品特点
•课程设计合理,理论与实践相结合
•课程内容全面,覆盖卫星导航增强系统、差分定位原理、差分系统搭建等
•配备详细的实验指导书
•相关实验课程代码开源,便于学生进行个性化开发及应用
实验课程
1、理论课程
①卫星导航增强系统
②导航观测数据及误差
③差分定位原理
④RTK技术发展概述
⑤ 北斗定向原理
2、实验课程
①差分认识实验
② 基准站搭建实验
③移动站搭建实验
④RTCM解析实验
⑤位置差分实验
⑥伪距差分实验
⑦载波相位差分实验
⑧差分定向实验
三、惯性导航教学与实验平台(定制)
惯性导航教学与实验平台是《捷联惯导算法与组合导航原理》等相关课程配套的教学实验软件,支持惯性数据仿真、惯性误差仿真、惯性导航解算以及组合导航解算等数据处理分析,学生可以系统地学习惯性导航基础知识,了解惯性导航的基本工作原理,掌握惯性导航解算过程和核心算法, 了解惯性导航系统的应用。
同时惯性导航教学与实验平台可选配惯性测量终端、三轴数控转台等硬件设备,实现软、硬结合的沉浸式教学。
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▼ 北斗孪生:全系统虚实仿真
一、北斗导航信号模拟器
北斗导航信号模拟器是一款针对高校师生的教育版全球卫星导航系统信号模拟器,可根据实际需要构建自定义高逼真导航信号拟环境,仿真场景(仿真时间、仿真地点、星座参数、用户轨迹、环境参数)灵活配置,典型场景集成内嵌,满足北斗卫星导航教学演示、原理实验、综合实训以及开发创新等各个阶段的使用需求。
1、产品特色
无线控制功能
支持PC、平板等终端通过无线网络访问和控制。
多用户实时监控
支持2台以上PC、平板等终端实时监测查看设备运行状态、载体轨迹、星空图等。
场景编辑功能
设备内嵌静态场景、匀速直线场景、圆周运动场景、汽车运动轨迹场景,支持场景用户位置、仿真时间、功率等编辑。
数据存储功能
支持观测数据、导航电文、用户轨迹数
据的保存下载。
2、性能指标
信号频点:BDS B1、BDS B1C、GPSL1,支持三频并行输出
信号频率:
BDS B1(1561.098MHz±2.046MHz)
BDS B1C(1575.42MHz+14.32MHz)
GPS L1(1575.42MHz±1.023MHz)
通道数量:共36个通道
信号功率:
功率范围:-20dBm~-65 dBm
功率分辨率:优于1dB
外部接口:
10MHz时钟信号:输入、输出各1个(SMA型头)
1PPS信号:输入、输出各1个(SMA型头)
射频输出口(RF):1个(SMA)
RJ45(千兆网)
DB15(维护)
电源开关
设备尺寸:310.6mmx250mmx46mm
主机重量:不大于3kg
浏览器:支持Chrome、FireFox等浏览器
二、北斗导航采集回放仪
北斗导航采集回放仪是针对卫星导航信号的高保真记录与回放设备,能够采集实际场景的卫星导航信号,并可进行重复回放,便于在室内环境下构建真实的信号测试场景。采集回放仪能够避免外场测试时卫星导航信号的不确定性,降低外场测试的时间和费用,并且能够在一定程度上解决室内仿真环境与真实环境测试不一致的问题;能够根据测试任务的需求,以不同的量化精度在多种卫星导航信号频段上对卫星导航信号进行采集与回放;与软件模拟器及北斗软件接收机配合使用,支持射频信号仿真测试功能。
1、产品功能
支持采集BDS/GPS/GLON-ASS/Galileo等所有频段的导航信号。
在信号回放过程中,能够对输出信号的功率实施控制。
支持不同的量化精度,最高可达16bit,能够适应大动态范围、抗干扰等测试需求。
支持数据上传下载,可将采集数据导出到上位机,也能够将历史数据或自定义数据导入至采集回放仪并进行回放。
2、性能指标
采集回放信号频点:
频段1:B2a/L5/E5A
频段2:B1/L1/E1
频段3:B3
频段4:B2/E5b/L2/B2B
频段5:R1
频段6:R2
注:采集时可指定其中任意频段进行采集
量化位数:标准版本2bit、4bit支持定制,最高可达16bit
信号回放质量:
相位噪声:
-70dBc/Hz@1kHz
-75dBc/Hz@10kHz
-85dBc/Hz@100kHz
-90dBc/Hz@1MHz
频率准确度:±1x10-7
功率控制分辨率:1dB
功率控制准确度:≤3dB
输出信号功率范围:-30~-90dBm
对外接口:
采集信号输入接口:1个,配接收天线
回放信号输出接口:1个,配发射天线
参考时钟接口:10MHz时钟信号,输入输出各1路
数据接口:以太网接口,1个
工作温度:-10°C~45°C
三、BDSim Pro卫星导航系统仿真平台
BDSim Pro卫星导航系统仿真平台是一个专业卫星导航资源集成的教学科研平台,该平台具备卫星导航系统仿真、低轨卫星仿真和地基增强仿真功能,能够为用户提供数据共享、学术研究辅助、仿真场景服务、模型验证支持、数据分析支持等服务。
1、产品功能
卫星导航系统仿真功能:
空间段导航星座仿真功能
空间段卫星仿真功能
环境段仿真:电离层、对流层仿真
地面控制段仿真
地面用户段仿真
低轨卫星仿真功能:
低轨卫星轨道仿真功能(摄动项可选、参数可配置,并支持卫星钟差仿真功能。)
低轨卫星星历仿真功能
地基增强仿真功能:
类星基站仿真模拟功能
类星接收机模拟仿真功能
2、性能指标
卫星导航系统仿真性能指标:
1)仿真规模
系统运行可按需启动功能模块,同时支持最大同时运行模块数不小于100个;
系统可同时运行的卫星数不小于30颗、地面站不少于20个,静态用户不小于20个,动态用户不少于4个。
2)数据精度要求
GEO、IGSO、MEO轨道数据精度:与STK相同配置参数下比较,一天内的误差小于0.05m;
钟差精度要求:<1ns/7天;
定位误差:<5m。
3)低轨卫星仿真性能指标
与STK相同配置参数下比较,一天内的误差小于0.05m。
4)地基增强仿真性能指标
类星增强单站覆盖范围可配置:0~100km。
四、北斗掌上实验室
北斗掌上实验室是国内北斗领域首款对大众特别是高校开放的安卓应用软件,是在欧空局(European GNSSAgency)GNSSCompare开源代码以及中国iGMAS系统数据基础上,增加北斗相关代码以及INS 惯性相关代码形成的面向高校科普和研究的开放平台,覆盖了基于安卓平台运用GNSS(BDS)原始观测实现高精度定位的原始观测量数据(如卫星ID、星座ID、GNSS时间、伪距、载波相位、多普勒)、API接口、定位算法以及源代码。通过解读利用安卓系统的开源GNSS(BDS)原始观测量和通过网络获取中国iGMAS系统星历数据,解决基于开源代码的单点定位、辅助定位、差分定位与PPP 精准点定位等问题。
产品功能
1、支持方向传感器、磁场传感器、线性加速度传感器、压力传感器陀螺仪传感器等运动传感器的实时输出与记录。
2、支持通过整合不同类型的传感器输入来实现更复杂的功能。