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到了一個(gè)陌生的城市，哪都找不著，如何是好？別急，有導(dǎo)航呢！它能讓你的定位精度達(dá)到米級(jí)、輕松找到附近最地道的餐館、順利到達(dá)你想去的任何地方，這就是全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)（GNSS），它正在給人們的生活帶來(lái)巨大便利和更多全新體驗(yàn)。
目前，包括美國(guó)GPS、歐盟Galileo、俄羅斯GLONASS、中國(guó)北斗，全球已經(jīng)擁有四大衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。那么，這四大衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)將各自扮演怎樣的角色？如何利用有效的測(cè)試手段來(lái)保障衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)最佳精度的定位和性能？當(dāng)前全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)即將面臨哪些挑戰(zhàn)？未來(lái)全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)又將呈現(xiàn)怎樣的發(fā)展趨勢(shì)呢？如何在極具挑戰(zhàn)的環(huán)境下通過(guò)模擬各種應(yīng)用場(chǎng)景提供定位精度測(cè)試？對(duì)此，在2015年“第六屆中國(guó)衛(wèi)星導(dǎo)航學(xué)術(shù)年會(huì)”期間，思博倫通信衛(wèi)星導(dǎo)航事業(yè)部運(yùn)營(yíng)總監(jiān)Martin Foulger和亞太區(qū)銷售經(jīng)理AndrewHart在接受專訪時(shí)為我們進(jìn)行了解讀。
思博倫通信衛(wèi)星導(dǎo)航事業(yè)部運(yùn)營(yíng)總監(jiān)Martin Foulger
思博倫通信衛(wèi)星導(dǎo)航事業(yè)部亞太區(qū)銷售經(jīng)理Andrew Hart
市場(chǎng)格局：四大系統(tǒng)協(xié)同發(fā)展，機(jī)遇和挑戰(zhàn)并存
當(dāng)前，包括美國(guó)、俄羅斯、歐盟、中國(guó)在內(nèi)的國(guó)家或地區(qū)都不惜投入巨資建設(shè)全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。值得一提的是，目前中國(guó)已經(jīng)開(kāi)啟了北斗導(dǎo)航時(shí)代，其應(yīng)用已逐步拓展到交通運(yùn)輸、氣象、漁業(yè)、林業(yè)、電信、水利、測(cè)繪等多個(gè)領(lǐng)域。而隨著中國(guó)自主研發(fā)的北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)正式提供區(qū)域服務(wù)之后，全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)市場(chǎng)也從GPS一家獨(dú)大邁入多元特色發(fā)展的新時(shí)代。
在Martin Foulger看來(lái)，GPS仍然是目前最主要的導(dǎo)航系統(tǒng)，也是目前唯一向公眾全面提供導(dǎo)航服務(wù)的系統(tǒng)；Galileo目前正在奮起直追，去年已經(jīng)發(fā)射多顆衛(wèi)星，而今年也計(jì)劃再發(fā)射多顆衛(wèi)星，該系統(tǒng)目前已經(jīng)距離全球范圍內(nèi)的全面服務(wù)越來(lái)越近；GLONASS正在向其現(xiàn)代化結(jié)構(gòu)過(guò)渡，即從基于FDMA的系統(tǒng)轉(zhuǎn)變?yōu)榛贑DMA的信令；北斗正在從第二階段向第三階段過(guò)渡，并且在今年3月首次發(fā)射了第三階段的衛(wèi)星。
隨著歐盟Galileo系統(tǒng)、俄羅斯GLONASS以及中國(guó)北斗系統(tǒng)的加入，將為世界更多地區(qū)提供導(dǎo)航服務(wù)，而且新增的三大衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)可能在特定地區(qū)更高精度的導(dǎo)航方面具備獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。其中，北斗系統(tǒng)將會(huì)為中國(guó)地區(qū)、亞洲南部、甚至遠(yuǎn)至澳大利亞的用戶提供衛(wèi)星導(dǎo)航服務(wù)；而Galileo和GLONASS將會(huì)為GPS導(dǎo)航覆蓋區(qū)更南或更北地區(qū)的用戶提供服務(wù)。
一旦這些GNSS衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)結(jié)合為一體后，將會(huì)大幅改善世界各地的衛(wèi)星導(dǎo)航服務(wù)能力，尤其是有助于改善GPS覆蓋區(qū)以外的衛(wèi)星導(dǎo)航服務(wù)能力。與此同時(shí)，伴隨四大全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)并存和協(xié)同發(fā)展趨勢(shì)的到來(lái)，人們可以利用多星座定位來(lái)提高定位精度，并大大縮短定位時(shí)間，帶來(lái)更佳的導(dǎo)航體驗(yàn)。當(dāng)然，這也給衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)在測(cè)試方面提出了新的挑戰(zhàn)。
全面方案：確保各系統(tǒng)之間互用性與兼容性
據(jù)了解，僅在2014年和2015年初，全世界就發(fā)射了多顆導(dǎo)航衛(wèi)星，業(yè)界在這些衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)中的大量投資，對(duì)于生產(chǎn)接收機(jī)和導(dǎo)航系統(tǒng)的企業(yè)而言無(wú)疑是激動(dòng)人心的好消息。而在四大全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)并存與協(xié)同發(fā)展的同時(shí)，如何保障衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的定位精度和用戶體驗(yàn)成為巨大挑戰(zhàn)，而為這些獨(dú)立的系統(tǒng)和不同系統(tǒng)的組合提供有效的測(cè)試解決方案成為解決之道。
“作為GNSS測(cè)試領(lǐng)域的領(lǐng)導(dǎo)者，思博倫擁有全系列的測(cè)試解決方案，不僅適用于單個(gè)導(dǎo)航系統(tǒng)，也可以用于多模GNSS測(cè)試�！盡artin Foulger介紹稱，針對(duì)全球范圍內(nèi)的客戶，思博倫提供了一系列GNSS測(cè)試解決方案和服務(wù)，包括模擬、在真實(shí)環(huán)境中的記錄、并在實(shí)驗(yàn)室中加以回放的技術(shù)等等；在多模GNSS測(cè)試方面，我們正在幫助客戶解決各獨(dú)立導(dǎo)航系統(tǒng)之間的互用性和兼容性等問(wèn)題。
對(duì)于備受業(yè)界關(guān)注的北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，Martin Foulger指出，北斗系統(tǒng)面臨的最大挑戰(zhàn)是如何確保北斗系統(tǒng)與其它系統(tǒng)之間的互用性，以及確保系統(tǒng)的整體性能。而隨著北斗系統(tǒng)的不斷成長(zhǎng)，其對(duì)高精度測(cè)試的要求也將日益突顯。對(duì)此，思博倫擁有開(kāi)發(fā)和提供高精度測(cè)試系統(tǒng)所需的解決方案和知識(shí)，將有效確保北斗系統(tǒng)的互用性和性能。在面向未來(lái)的測(cè)試需求方面，我們的解決方案也完全可以滿足北斗系統(tǒng)的測(cè)試需求。
談及多模GNSS的需求，Martin指出，多模GNSS肯定有助于改善可用性、精度、首次定位時(shí)間和動(dòng)態(tài)精度等多種性能參數(shù)，同時(shí)對(duì)完整性也大有幫助。不過(guò)，所有這些要正確實(shí)施到接收機(jī)中才行。例如，一臺(tái)多模GNSS接收機(jī)可能會(huì)跟蹤GPS和GLONASS，但當(dāng)它發(fā)現(xiàn)GPS系統(tǒng)存在缺陷，接收機(jī)中的算法可能會(huì)自動(dòng)認(rèn)定是GLONASS存在缺陷，因此會(huì)轉(zhuǎn)為純GPS模式，但事實(shí)上存在缺陷的是GPS系統(tǒng)，因此開(kāi)發(fā)商必須對(duì)接收機(jī)中的算法深思熟慮，確保其使用多模GNSS的方式是準(zhǔn)確無(wú)誤的。對(duì)此，思博倫的模擬器解決方案能夠設(shè)定任意星群下任意數(shù)量的衛(wèi)星，并且為每個(gè)星群或信號(hào)中注入錯(cuò)誤，測(cè)試不同條件下究竟會(huì)發(fā)生怎樣的情況，幫助客戶確保各個(gè)導(dǎo)航系統(tǒng)之間的互用性和兼容性。
閏秒現(xiàn)象：通過(guò)正確全面的測(cè)試做到未雨綢繆
此外，需要特別指出的是，2015年6月30日，衛(wèi)星導(dǎo)航行業(yè)將迎來(lái)又一次閏秒現(xiàn)象。據(jù)了解，閏秒是指為保持協(xié)調(diào)世界時(shí)（UTC)接近于世界時(shí)時(shí)刻，由國(guó)際計(jì)量局統(tǒng)一規(guī)定在年底或年中對(duì)協(xié)調(diào)世界時(shí)（UTC）增加或減少1秒的調(diào)整。當(dāng)協(xié)調(diào)世界時(shí)（UTC）與原子時(shí)的偏差超過(guò)0.9秒時(shí)，就把世界時(shí)向前撥1秒（負(fù)閏秒，最后一分鐘為59秒）或向后撥1秒（正閏秒，最后一分鐘為61秒）。增加的這“一秒”，對(duì)于一些特殊行業(yè)來(lái)說(shuō)，足以帶來(lái)很大的影響。據(jù)了解，上一次閏秒是2012年6月30日，當(dāng)時(shí)Reddit掉線了一個(gè)半小時(shí)、Gawker、LinkedIn以及Yelp等網(wǎng)站都陷入臨時(shí)服務(wù)中斷狀態(tài)。此外，大型航空公司預(yù)定系統(tǒng)Amadeus Altea也受到影響，澳大利亞航空公司和維珍旗下澳大利亞航空公司的導(dǎo)航系統(tǒng)出現(xiàn)混亂并導(dǎo)致飛行計(jì)劃中斷。
即將到來(lái)的2015年6月30日的這一次閏秒事件，對(duì)于許多衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)來(lái)說(shuō)都存在，而其中對(duì)于北斗系統(tǒng)而言更加關(guān)鍵，因?yàn)檫@是北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)自2012年底正式提供服務(wù)以來(lái)跨越閏秒的首秀，將是許多北斗設(shè)備第一次面對(duì)閏秒現(xiàn)象。屆時(shí)，GPS系統(tǒng)與UTC系統(tǒng)之間的差值將從16秒變?yōu)?7秒，北斗系統(tǒng)與UTC之間的差值將從2秒變?yōu)?秒。
那么，閏秒將給衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)帶來(lái)哪些挑戰(zhàn)？對(duì)此，Andrew Hart指出，在衛(wèi)星導(dǎo)航行業(yè)中，閏秒已經(jīng)是一個(gè)為人熟知的問(wèn)題。而今年6月30日的這一次閏秒事件將是許多北斗設(shè)備的第一次，出于一些原因很多設(shè)備可能無(wú)法正常對(duì)閏秒進(jìn)行預(yù)期的修正。因此各個(gè)接收機(jī)廠商與設(shè)備制造商，特別是那些提供授時(shí)系統(tǒng)的廠商及與時(shí)間同步緊密關(guān)聯(lián)的部門和單位，應(yīng)預(yù)先評(píng)估此次閏秒事件對(duì)各自帶來(lái)的可能影響，準(zhǔn)備相應(yīng)的預(yù)案，以實(shí)現(xiàn)2015閏秒的輕松“跨欄”。
“我們知道，每次執(zhí)行產(chǎn)品的資格認(rèn)證或驗(yàn)證時(shí)，對(duì)未來(lái)事件進(jìn)行前瞻性測(cè)試至關(guān)重要，而對(duì)于全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)所面臨的閏秒問(wèn)題亦是如此。”Andrew Hart認(rèn)為，只有當(dāng)這些設(shè)施中的接收機(jī)未經(jīng)過(guò)周全的測(cè)試，閏秒才會(huì)對(duì)其產(chǎn)生影響。因此，針對(duì)閏秒現(xiàn)象，我們要做的就是針對(duì)未來(lái)事件進(jìn)行測(cè)試，只要有正確的測(cè)試，才不會(huì)出現(xiàn)真正的問(wèn)題。
“我們強(qiáng)調(diào)的是全面的測(cè)試，而不僅僅著眼于閏秒，因?yàn)镚NSS星群中要測(cè)試的內(nèi)容還有很多，例如星期數(shù)跳變的問(wèn)題等等，這些都是應(yīng)該在當(dāng)前進(jìn)行產(chǎn)品資格認(rèn)證時(shí)進(jìn)行測(cè)試的項(xiàng)目，而且用模擬器來(lái)進(jìn)行測(cè)試也非常方便。”Andrew Hart表示，例如，我們可以很方便地對(duì)接收機(jī)進(jìn)行評(píng)價(jià)和測(cè)試，我們的測(cè)試系統(tǒng)可以設(shè)定未來(lái)的任意時(shí)間，了解出現(xiàn)閏秒時(shí)它們會(huì)有怎樣的表現(xiàn)。經(jīng)過(guò)正確的測(cè)試后，不管是否發(fā)生閏秒，我們都不需要等著它們?cè)谡鎸?shí)世界中發(fā)生的時(shí)候才采取行動(dòng)，而是真正地做到未雨綢繆。
未來(lái)趨勢(shì)：應(yīng)用領(lǐng)域?qū)⒊掷m(xù)擴(kuò)大
談及全球衛(wèi)星導(dǎo)航產(chǎn)業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)，Andrew Hart指出，當(dāng)前衛(wèi)星導(dǎo)航與定位的應(yīng)用領(lǐng)域正在迅速擴(kuò)大，從軍用和智能運(yùn)輸系統(tǒng)、車聯(lián)網(wǎng)，再到智能手機(jī)、相機(jī)、可穿戴設(shè)備、無(wú)人機(jī)和平板電腦等等，衛(wèi)星導(dǎo)航幾乎無(wú)所不在。而思博倫擁有全面的、端到端的解決方案，可以有效滿足上述衛(wèi)星導(dǎo)航與定位的最新測(cè)試需求。
例如，隨著電子設(shè)備融合越來(lái)越多的基于位置的應(yīng)用和服務(wù)，快速、準(zhǔn)確且易于使用的生產(chǎn)線測(cè)試對(duì)于實(shí)現(xiàn)出色的終端用戶體驗(yàn)至關(guān)重要。利用思博倫的RF信號(hào)模擬器，在每一種設(shè)備上均可以實(shí)現(xiàn)快速、可靠、精確的測(cè)試。
在可穿戴設(shè)備方面，Andrew Hart認(rèn)為，如果想成功向市場(chǎng)推出高質(zhì)量的位置感知可穿戴設(shè)備，需要確保其定位能力滿足用戶對(duì)性能的期望。模擬和RPS（記錄回放系統(tǒng)）技術(shù)可以對(duì)此提供全面的保障，讓可穿戴設(shè)備生產(chǎn)廠商知道自己的產(chǎn)品能否在所有條件下均能夠提供精確的定位、導(dǎo)航和計(jì)時(shí)數(shù)據(jù)，降低客戶在現(xiàn)場(chǎng)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題的風(fēng)險(xiǎn)、壓縮測(cè)試的成本，并且加快產(chǎn)品上市的速度。為此，思博倫提供內(nèi)容廣泛且在市場(chǎng)中處于領(lǐng)先的多種模擬和RPS解決方案，同時(shí)思博倫專家測(cè)試顧問(wèn)也可以幫助客戶選擇適用于其可穿戴設(shè)備產(chǎn)品周期的正確測(cè)試設(shè)備和測(cè)試案例。
而在車聯(lián)網(wǎng)市場(chǎng)，車載網(wǎng)絡(luò)正在提供比以往任何時(shí)候都更大的便利、更高的安全性和更多的信息娛樂(lè)選擇。據(jù)Andrew Hart介紹，針對(duì)車聯(lián)網(wǎng)測(cè)試方面，思博倫建立了一個(gè)獨(dú)立的業(yè)務(wù)團(tuán)隊(duì)，專門面向車聯(lián)網(wǎng)市場(chǎng)，我們將思博倫所有三個(gè)業(yè)務(wù)部門（定位業(yè)務(wù)部門、無(wú)線業(yè)務(wù)部門、網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用業(yè)務(wù)部門）的技術(shù)集中起來(lái)，幫助客戶將這些解決方案集成到自己的產(chǎn)品中，從而幫助客戶測(cè)試、改善和優(yōu)化車內(nèi)、V2V（車輛間）和V2X（車輛與基礎(chǔ)設(shè)施間）的網(wǎng)絡(luò)連接，為駕駛者和乘客提供更好的駕乘體驗(yàn)。
測(cè)試自動(dòng)化：大幅提高測(cè)試和生產(chǎn)效率
在對(duì)GNSS接收機(jī)的性能進(jìn)行測(cè)試時(shí)，運(yùn)行多次測(cè)試進(jìn)而提供統(tǒng)計(jì)結(jié)果非常重要。例如，如果您要執(zhí)行接收機(jī)的首次定位時(shí)間測(cè)試，您要將該測(cè)試重復(fù)多次，并取其中的平均結(jié)果。要想讓測(cè)試自動(dòng)化系統(tǒng)取得成功，有幾項(xiàng)要素必不可少。
Andrew Hart指出，要想讓測(cè)試自動(dòng)化系統(tǒng)取得成功，首先，測(cè)試設(shè)備必須有全面的遠(yuǎn)程接口，而思博倫的所有多模GNSS模擬系統(tǒng)均已具備；其次，測(cè)試設(shè)備必須能夠與GNSS接收機(jī)互動(dòng)，在測(cè)試過(guò)程中能執(zhí)行多項(xiàng)任務(wù)；同時(shí)，自動(dòng)化工具需要能夠?qū)δM數(shù)據(jù)與真實(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比分析，并對(duì)一些預(yù)先定義的參數(shù)加以分析，確定設(shè)備是否通過(guò)了測(cè)試；此外，還有靈活性，不同的制造商會(huì)使用不同的方法來(lái)執(zhí)行測(cè)試并分析結(jié)果，因此使用的自動(dòng)化測(cè)試工具必須可以靈活適配不同廠商。對(duì)此，思博倫提供的iTest測(cè)試工具能夠?qū)崿F(xiàn)上述所有能力。
“憑借全面的衛(wèi)星導(dǎo)航與定位測(cè)試產(chǎn)品和解決方案，思博倫能夠幫助客戶在開(kāi)發(fā)下一代全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)服務(wù)或設(shè)備的過(guò)程中，執(zhí)行全面、可靠且可重復(fù)的高精度測(cè)試，從而實(shí)現(xiàn)最佳的精度、可用性、完整性和性能，確�？蛻舢a(chǎn)品能夠?qū)崿F(xiàn)其既定目標(biāo)。”Andrew Hart說(shuō)。
