Trong bối cảnh GNSS giữ vai trò trọng yếu trong quân sự, hạ tầng thiết yếu và hàng triệu thiết bị tiêu dùng, tín hiệu vệ tinh lại liên tục chịu tác động từ nhiễu RF, đa đường, lỗi khí quyển hoặc thậm chí các hoạt động gây nhiễu – giả mạo (jamming/spoofing). Điều này khiến việc mô phỏng và tái tạo tín hiệu GNSS trong môi trường kiểm thử trở thành yếu tố bắt buộc để đảm bảo thiết bị hoạt động chính xác, an toàn và ổn định trong mọi điều kiện – kể cả những tình huống mà tín hiệu live-sky hoàn toàn không thể tái hiện hay kiểm soát.
Bài viết dưới đây giới thiệu về giải pháp mô phỏng tín hiệu GNSS của Spirent Communications – giải pháp được đánh giá là tiêu chuẩn cao nhất của ngành và là lựa chọn số 1 thế giới cho các tổ chức R&D, quốc phòng, hàng không vũ trụ và nhà sản xuất thiết bị GNSS.
Phương pháp kiểm tra GNSS
Hiện có ba phương pháp kiểm thử GNSS phổ biến trong R&D và sản xuất:
• Live-sky (thu tín hiệu thực)
Cho phép quan sát hành vi của bộ thu trong điều kiện môi trường tự nhiên. Tuy nhiên, phương pháp này không thể lặp lại, không có khả năng kiểm soát nhiễu hoặc quỹ đạo vệ tinh, không có chuẩn tham chiếu tuyệt đối. Chỉ phù hợp cho đánh giá sơ bộ hoặc khảo sát ngoài thực địa.
• Ghi – phát lại (Record & Replay)
Ghi lại tín hiệu GNSS thực và tái phát trong phòng lab. Phương pháp này tái hiện được tín hiệu thực tế nhưng không thể điều chỉnh từng tham số môi trường, không tạo được các kịch bản hiếm gặp hoặc nguy hiểm, và độ chính xác tham chiếu phụ thuộc hoàn toàn vào nguồn ghi.
• Mô phỏng GNSS (Simulation)
Thông qua mô phỏng, người dùng có thể:
- Tạo tín hiệu GNSS với độ chính xác tuyệt đối
- Điều khiển toàn bộ tham số (quỹ đạo, clock error, ionosphere, multipath…)
- Thiết lập các kịch bản phức tạp, kể cả jamming/spoofing
- Tái lặp 100% để đảm bảo reproducibility
Tại sao Spirent là Giải pháp số 1 thế giới về mô phỏng và tạo giả tín hiệu định vị vệ tinh toàn cầu GNSS
Giải pháp mô phỏng GNSS của Spirent vượt trội hơn hẳn so với các giải pháp khác vì:
1. Năng lực mô phỏng kịch bản và môi trường vượt xa chuẩn thị trường.
Trong khi nhiều giải pháp khác chỉ dừng lại ở việc thu lại tín hiệu để đánh giá bộ thu, Spirent có thể tạo ra đầy đủ các điều kiện môi trường GNSS khắc nghiệt nhất: ảnh hưởng của tầng khí quyển, đa đường trong đô thị, che khuất tín hiệu ở địa hình đồi núi, jamming, spoofing… Đồng thời, hệ thống cũng cho phép thiết lập các kịch bản chuyển động phức tạp của phương tiện với độ chi tiết rất cao – điều mà các hãng khác khó đạt được.
2. Tái tạo và nâng cấp được điều kiện thực tế.
Người dùng có thể thu lại tín hiệu từ môi trường thực, đặc biệt ở những khu vực có nhiễu loạn tín hiệu mạnh, sau đó đưa vào phần mềm Spirent để mô phỏng lại. Dựa trên nhu cầu R&D, bạn có thể tinh chỉnh – tăng độ khó – mở rộng các hiện tượng môi trường, giúp kịch bản trở nên chân thực hơn và nâng cao giá trị kiểm thử.
3. Tối ưu cho GNSS với hiệu năng vượt trội về tốc độ, quy mô và độ chính xác.
Spirent là hãng chuyên về mô phỏng GNSS, sở hữu tốc độ cập nhật và tốc độ mô phỏng cao hơn đáng kể so với mặt bằng chung.
Các hệ thống khác thường bị giới hạn ở tần số cập nhật thấp (ví dụ ~10 Hz), còn Spirent cho phép tần số cập nhật cao, đảm bảo độ trung thực của tín hiệu. Tốc độ mô phỏng lớn giúp bạn mô phỏng quãng đường hàng trăm – hàng nghìn km như tên lửa, UAV tốc độ cao… thay vì chỉ các bài test 10–20 km.
Độ chính xác vị trí giả (pseudorange) lên đến 0.3mm, phù hợp cho các ứng dụng yêu cầu nghiêm ngặt như định vị chính xác cao, dẫn đường hàng không – vũ trụ, khảo sát và đo đạc. Với kho dữ liệu đầy đủ về tất cả chòm vệ tinh, tín hiệu, hiệu chỉnh quỹ đạo – đồng hồ – ionosphere, cùng các mô hình môi trường chuyên sâu, Spirent có thể tái tạo những tín hiệu GNSS tiên tiến nhất trong mọi điều kiện.
4. Spirent – Tiên phong 35 năm trong công nghệ mô phỏng PNT
Spirent là đơn vị giới thiệu máy mô phỏng GPS thương mại đầu tiên trên thế giới, và đã phát triển các giải pháp kiểm thử PNT (Positioning – Navigation – Timing) suốt hơn 35 năm. Các hệ thống của Spirent được xây dựng trên kiến trúc lõi Software-Defined Radio (SDR) tiên tiến, cho phép tạo tín hiệu linh hoạt, chính xác và cực kỳ chân thực.
5. Kiểm thử chân thực và lặp lại được
Khác với thử nghiệm ngoài trời (live-sky) – nơi tín hiệu thay đổi liên tục theo vị trí vệ tinh, điều kiện thời tiết và nhiễu môi trường – các bộ mô phỏng của Spirent cho phép kiểm soát hoàn toàn mọi tham số. Nhờ đó, đội ngũ R&D có thể kiểm thử thiết bị trong vô số kịch bản, kể cả những trường hợp hiếm gặp hoặc nguy hiểm, trong một môi trường phòng lab ổn định, nhất quán và có thể lặp lại 100%.
6. Khả năng mô phỏng toàn diện
Các hệ thống cao cấp như Spirent GSS9000 và Spirent PNT X hỗ trợ mô phỏng đầy đủ các tín hiệu PNT hiện tại và tương lai, bao gồm:
- Toàn bộ chòm vệ tinh và tần số GNSS (GPS, GLONASS, Galileo, BeiDou, QZSS, IRNSS…)
- Tín hiệu quân sự nâng cao, bao gồm P-code hay M-Code
- Vệ tinh LEO cho các giải pháp PNT mới
- Các công nghệ PNT thay thế như tín hiệu S-band và các nguồn dẫn đường không dựa vào GNSS
7. Được tin dùng và tích hợp rộng rãi trong ngành
Nhiều chipset và module GNSS hàng đầu thế giới được phát triển và xác thực bằng mô phỏng của Spirent. Spirent cũng hợp tác chặt chẽ với các tổ chức tiêu chuẩn quốc tế để xây dựng phương pháp và tiêu chuẩn kiểm thử cho thiết bị định vị và mạng, trở thành đối tác uy tín của các tổ chức quốc phòng, hàng không vũ trụ và thương mại.
8. Giải quyết những thách thức phức tạp nhất
Giải pháp của Spirent giúp khách hàng xử lý các bài toán PNT khó như:
- Kiểm thử NAVWAR (nhiễu – giả mạo tín hiệu)
- Mô phỏng địa hình 3D cho xe tự hành
- Đảm bảo định vị ổn định trong môi trường đô thị phức tạp
Bộ giải pháp mô phỏng và tạo giả định vị vệ tinh toàn cầu GNSS của Spirent gồm những gì?
Về Spirent GSSS9000
Cung cấp một loạt các tùy chọn cấu hình chòm sao từ GPS L1 đến khả năng đa tần số đa GNSS đầy đủ – bao gồm các tín hiệu được phân loại / hạn chế / mã hóa
Các tùy chọn bổ sung có thể hỗ trợ nhiều ăng-ten và phương tiện để cho phép kiểm tra GNSS vi sai, xác định trạng thái, nhiễu, gây nhiễu, giả mạo và thử nghiệm Ăng-ten kiểu bức xạ có kiểm soát (CRPA)
GSS9000 hỗ trợ đầy đủ tất cả nhà cung cấp dịch vụ, mã định vị, tín hiệu và luồng dữ liệu của mọi chòm sao GNSS, mang đến độ trung thực dẫn đầu thị trường, khả năng lặp lại tối ưu, độ chính xác cao, động lực học vượt trội và độ trễ cực thấp
Các tính năng chính bao gồm:
- 320 kênh trong một khung máy chính
- Cập nhật các thông số 6 bậc tự do với tần số cập nhật đến 2000 Hz
- Vận tốc mô phỏng tương đối lên tới 120 km/s với độ chính xác vị trí giả 0.3mm
- Mô phỏng đầy đủ tín hiệu GNSS đa chòm sao/đa băng tần
- Hỗ trợ nhiễu & spoofing (embedded, waveform I/Q
- Mô phỏng multipath nâng cao: embedded, modelled, Sim3D 3D-scene
- Hỗ trợ mô phỏng cảm biến PNT: IMU, baro, GBAS, LEO
- Hệ thống dễ mở rộng – dễ nâng cấp theo nhu cầu tín hiệu và RF
Về Spirent GSS7000
Nếu bạn không cần đến sức mạnh mô phỏng tối đa của GSS9000, thì GSS7000 chính là lựa chọn tối ưu về hiệu quả đầu tư. Thiết bị này mang lại sự ổn định đã được kiểm chứng, độ chính xác cao và một cấu hình cân đối giữa tính năng – chi phí, đủ để đáp ứng toàn bộ nhu cầu mô phỏng đa GNSS, đa tần số, cũng như các bài thử nghiệm tích hợp cho sản phẩm dân sự và tiêu dùng. GSS7000 phù hợp cho các hệ thống không đòi hỏi số lượng kênh lớn hay tùy biến phức tạp, nhưng lại cần sự linh hoạt, dễ vận hành và khả năng làm việc liền mạch với các phần mềm quen thuộc như SimGEN, SimREPLAY hay SimTEST. Nhờ kiến trúc mô-đun hiện đại và khả năng mở rộng bằng khóa cấp phép, thiết bị dễ dàng nâng cấp khi nhu cầu phát triển, đồng thời vẫn giữ được cấu hình gọn nhẹ, hiệu năng ổn định và độ trung thực tín hiệu cao. Đây là giải pháp lý tưởng cho các phòng lab, đơn vị R&D và nhà sản xuất cần một hệ thống mô phỏng GNSS toàn diện, thực dụng và phù hợp với ngân sách.
Tính năng chính
- Hỗ trợ tối đa 256 kênh GNSS trong một khung máy.
- Mô phỏng đa chòm sao, đa tần số cho R&D & sản phẩm thương mại.
- Tần số cập nhật đến 100 Hz
- Vận tốc mô phỏng tương đối lên tới 30 km/s với độ chính xác vị trí giả 0.3mm
- Cấu hình linh hoạt, phù hợp ngân sách.
- Bộ phần mềm mạnh, hỗ trợ multipath, quỹ đạo, antenna pattern.
- Chia sẻ và tái sử dụng kịch bản hiệu quả.
Về Portable Simulation
Portable GNSS Simulator là giải pháp mô phỏng GNSS cơ động, gọn nhẹ chỉ 3.3 kg, chạy bằng pin ngoài và có thể mang đi mọi nơi từ phòng lab, trong xe, hiện trường đến ngoài trời. Thiết bị triển khai nhanh, sẵn sàng hoạt động trong vài phút mà không cần không gian cố định hay quy trình setup phức tạp như các hệ thống lớn GSS7000/GSS9000. Với 36 kênh GNSS và đầy đủ sức mạnh phần mềm SimGEN — bao gồm mô hình lỗi, quỹ đạo, multipath và toàn bộ kịch bản thử nghiệm giống hệ thống Spirent cao cấp — thiết bị đạt độ chính xác đến 3 mm. Tùy chọn Live-sky Sync cho phép thực hiện spoofing ngoài trời dựa trên tín hiệu GNSS thật, rất phù hợp cho các nhóm R&D nhỏ, đội tích hợp, IoT, drone, thiết bị di động và automotive phổ thông. Portable Simulator mang lại giải pháp thử nghiệm linh hoạt, triển khai nhanh và tiết kiệm chi phí, trong khi vẫn duy trì độ tin cậy và chuẩn chất lượng Spirent.
Tính năng chính
- Nhẹ, gọn: 3,3 kg, dùng pin ngoài, dễ mang theo.
- Hỗ trợ 3 kênh GNSS: GPS, Galileo, GLONASS, BeiDou, QZSS.
- Đa tần số, hỗ trợ low-power & high-power RF.
- Tốc độ mô phỏng tối đa 30 km/s, độ chính xác: 3 mm, phase noise ≤ 0,05 rad RMS.
- Tần số lập mô phỏng: 100 Hz.
- Nhiệt độ hoạt động: 0–50°C, độ ẩm 10–90% RH.
- Điều khiển linh hoạt, hỗ trợ in-field spoofing và kiểm thử IoT/thiết bị di động.
Về Spirent SimGEN
Đây là bộ phần mềm mô phỏng đa GNSS, hoàn toàn linh hoạt. Các ưu điểm của SimGEN gồm có:
- Kiểm soát hoàn toàn các thuộc tính tín hiệu: sóng mang, mã và thông báo điều hướng đến cấp bit
- Tốc độ cập nhật 1kHz / 2kHz cho đầu vào chuyển động bên ngoài động 6DOF, truyền dữ liệu / ghi nhật ký tất cả các thông số kịch bản
- SimREMOTE API : phân phối quỹ đạo, kịch bản và điều khiển tín hiệu
- Các công cụ để tạo các kịch bản kiểm tra gây nhiễu và tạo giả
- Phát triển tín hiệu không ICD mới
- Hỗ trợ ICD đầy đủ cho GNSS + SBAS
- Giao diện với mô phỏng quán tính mạnh mẽ và các công cụ mô hình đa đường 3D
- Các mô hình tín hiệu và lỗi đã được chứng minh trong 5 thập kỷ
Giải pháp mô phỏng và tạo giả tín hiệu GNSS có nhiều ứng dụng, đặc biệt trong lĩnh vực an ninh quốc phòng.
Xem thêm sự kiện Hội thảo giới thiệu giải pháp mô phỏng, tạo giả GNSS và ứng dụng trong lĩnh vực An ninh Quốc phòng.
Xin vui lòng liên hệ Công ty Cổ phần Công nghệ MITAS để nhận tư vấn chuyên sâu về giải pháp, nhận bản demo thiết bị chính hãng của Spirent và Keysight.
