MASTER (Multi-output Advanced Signal Test Environment for Receivers)
Die Großforschungsanlage des DLR-Instituts für Kommunikation und Navigation in Oberpfaffenhofen ist ein einzigartiges und leistungsfähiges Hardware-Simulations-Tool zum Testen und zur Leistungsbewertung von Empfängern der globalen Navigationssatellitensystemen wie GPS und Galileo.
Hardware-Simulation von globalen Navigationssatellitensystemen (GNSS)
Die Großforschungsanlage MASTER des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR) existiert seit 2006. Der Kern der Großforschungsanlage ist ein GNSS Signal Simulator, der Signale von allen globalen Navigationssystemen (GPS, Galileo, GLONASS und BeiDou) sowie auch vielen regionalen Augmentierungs-Systemen (QZSS, WAAS und EGNOS) zur Verfügung stellt und damit entsprechende Systeme aus GNSS-Empfängersicht emuliert. Der Nutzer hat volle Kontrolle über die Definition der Satelliten-Orbits, Datum und Uhrzeit sowie auch über alle wesentlichen Effekte, die einen Einfluss auf die Qualität des Navigationssignals haben können. Dazu gehören Orbit- und Uhren-Fehler, Verzögerungen der Signalausbreitung in Ionosphäre und Troposphäre, Mehrwegeausbreitung und Interferenz. Spezielle Signalkomponenten wie Daten- und Pilot-Kanal, Navigationsnachricht und Spreizcodes können individuell ausgewählt werden.
Typischer Anwendungsfall für MASTER ist das umfangreiche Testen von GNSS-Empfängern in quasi-realistischer Umgebung unter kontrollierten und wiederholbaren Bedingungen. In der Vergangenheit wurde MASTER oft verwendet, um systematische Untersuchungen der Leistungsfähigkeit von neu erarbeiteten Verfahren in den folgenden Anwendungsgebieten zu ermöglichen:
- Robuste GNSS-Empfänger mit Mehrwege- und Interferenz-Unterdrückung
- Differentielle GNSS-Systeme wie beispielsweise Ground Based Augmentation Systems
- Multi-System Multi-Frequency Signalverarbeitung für GPS-/Galileo-Empfänger
- Multi-Antennen-Empfänger zur Bestimmung der Antennenausrichtung (attitude determination)
- Array GNSS Empfänger mit digitaler Strahlformung zur räumlichen Unterdrückung von Störsignalen
- Detektion vom Spoofing und Meaconing, Threat Analysis.
- Kalibrierung von Zeitempfängern
robuste GNSS-Empfänger mit Mehrwege- und Interferenz-Unterdrückung
Nach der in 2018 durchgeführten Erweiterung der Großforschungsanlage besteht die Möglichkeit, die Simulationsszenarien mit den folgenden neuen Features zu gestalten:
- Generierung von bis zu 8 phasenstarren Hochfreqenz-Signalen, zum Beispiel zur einfachen Simulation von großen Antennen Arrays oder mehreren verteilten Antennen auf einem Fahrzeug
- Phasenstarre Generierung von starken Störsignalen (Interferenz-zu-Signal Verhältnis bis 100 Dezibel) auf allen 8 Hochfrequenz-Ausgängen, zum Beispiel zum Testen von direktivem Einfall von Störsignalen und zugehörige Störunterdrückung in einem Array GNSS Empfänger
- Unterstützung von flexiblen Signalmodulationen mit Spreizcode-Sequenzen und Navigationsnachrichten, die vollständig durch den Nutzer definiert werden zum Beispiel zur Leistungsanalyse von Signaloptionen für GNSS der nächsten Generation.