Ellipse 兼容 Cobham satcom

CNES，也称为国家空间研究中心，是法国专门从事空间研究的机构。 它们在经济、国防和研究部的监督下运作。

CNES 的 CESARS 中心让卫星通信变得更容易

一项任务是为国家政府开发、提交和执行法国太空计划。CNES 专注于 5 个战略领域：阿里安（运载火箭）、科学、观测、电信和防务。

CNES 创建了 CESARS 中心，旨在推广和增加卫星通信在各种新应用中的使用。

CESARS 免费欢迎公司、实验室和集体，为其提供咨询、技术反馈、通过执行测试提供协助，并允许使用包括硬件在内的技术平台本身。

用于增强 UAV 导航实时控制的组合解决方案

CESARS 团队通常在项目进行之前，在地面上测试和验证设备。本次测试的目标是确认 Cobham 的 AVIATOR UAV 200 与 SBG Systems 的 Ellipse-D 惯性导航系统之间的兼容性。

Ellipse-D 是一款微型双天线惯性导航系统，即使在最具挑战性的环境中也能提供高精度的导航和姿态数据。

与所有 SBG 传感器一样，Ellipse-D INS/GNSS 经过 -40°C 至 85°C 的广泛测试，以确保最佳性能。此外，它经过精心校准，以确保在各种条件下的可靠性。

AVIATOR UAV 200 是一款紧凑型一体化卫星通信终端（天线和调制解调器），适用于小型无人机。它允许无人机与卫星之间建立连接，卫星作为无人机和地面控制之间的中介。

Cobham 的解决方案以非常低的数据速率（200kbps）将视频等信息从无人机传输到地面控制。AVIATOR UAV 200 使无人机能够通过 BLOS（超视距）通信，飞得更远、更久，远离控制室。

它们是如何协同工作的？

惯性传感器向 AVIATOR UAV 200 发送横滚、俯仰、偏航、航向和位置输入。我们使用这些数据将 AVIATOR UAV 200 的天线波束指向通信卫星并进行精确跟踪。

此后，这有助于维持最佳数据传输。天线指向越准确，卫星链路就越稳定。

凭借双天线 GNSS 接收器，Ellipse-D INS/GNSS 可在启动时提供精确、可靠的航向，这对于这些应用至关重要。INS 传感器提供运动和位置数据，以帮助 AVIATOR UAV 200 在飞行期间维持卫星链路。

在发生欺骗时，通过扩展卡尔曼滤波，INS 将有助于保持稳健的航向。

地面配置中的静态和移动测试

2020年10月，CNES在CST（图卢兹空间中心）内进行了一些测试。

首先，团队在实验室中准备了硬件和软件。此外，他们将硬件集成到Oscar卡车中。Oscar是一个移动实验室，用于在道路上直接搭载和测试OTM天线。在确认静态操作正常后，团队在CNES内部进行了OTM测试。

最后，这些测试证实了惯性传感器与终端之间的兼容性。

设备配置

在实验室的静态模式测试中，CNES 使用 Ellipse-D INS/GNSS 附带的 sbgcenter 软件对设备进行配置，以使其最适配其应用需求。

该软件提供不同的运动配置文件来调整扩展卡尔曼滤波参数，从而在特定的使用条件下提供最佳性能。

sbgCenter 软件上的选定设置：

• 配置方案选择：“通用型”。这是最适合 Oscar 卡车行为的。如果要集成到 UAV 上，则必须选择 UAV 配置方案。
• 2个GNSS天线的配置：必须距离Cobham终端45厘米以上，并处于相似的“环境”中（足够接近，它们之间没有障碍物，且必须承受相同的动态）。
• 车辆相对于输入控制单元的对准（在本例中，它们沿同一轴对齐）。
• 如果载体上安装了其他传感器，也可以输入这些传感器的数据（如皮托管、加速度计等）。
• Ellipse-D INS/GNSS（“主设备”）的 COM 端口 A 连接到 PC，用于在 sbgcenter 上显示接收到的信息。端口 E 连接到 Cobham 终端。两者都配置为 115200 波特率。
• 就数据输出而言，AT_ITINS 消息的传输频率必须最高为 50Hz。

集成和 OTM 测试

在同一电路上进行了两次“动态”测试。测试电路包括直线和环岛，完成测试的最大速度为 30 公里/小时

第一次测试表明需要调整设置，尤其是设置得过高的传输频率。在第二次测试中，连接保持稳定，即使在改变方向时也是如此，从而验证了设置。

Ping 测试通过，观察到的最长延迟发生在通过建筑物附近之后（可能是 LOS 遮挡）。在 Aviator UAV 200 界面上，一切正常（信号电平 >50dbHz，GPS 定位）。通过记录测试会话，可以通过不同的选项在 SBGcenter 上回放序列：

• 位置视图：它显示了一个带有动画的图形，您可以在其中跟踪车辆的路径。
• Cockpit View：一个图形用户界面，可直观显示载体的姿态数据。

结论

经过所有这些测试后，CNES 的 Cesars 中心团队得出结论，SBG Systems 的 Ellipse-D 惯性导航系统在“地面”配置下与 Cobham Aviator UAV 200 终端兼容。

这项决定性测试为 UAV 用户带来了广泛的机会。