Chaque année, National Instruments organise un concours récompensant les meilleurs applications dans diverses catégories :
acquisition et enregistrement de données, instrumentation et test électroniques, enseignement et recherche, et automatismes industriels et systèmes embarqués. Le Lauréat du concours des meilleures applications de 2015 « toutes catégories confondues » est l’application réalisée par David Bourdier de M3 Systems pour l’enregistrement et rejeu sur une plate-forme de test de navigation par satellite unifiée et ouverte.
L’objectif :
Proposer une plate-forme de test GNSS économique (Galileo, GPS, Glonass, Beidou, SBAS) présentant un haut niveau de souplesse pour satisfaire l’ensemble des tests en laboratoire.
La solution :
Combiner les performances radiofréquences du VST (Vector Signal Transceiver), la modularité de la plate-forme NI PXIe et l’évolutivité de StellaNGC®, la solution de radio logicielle de M3 Systems, pour proposer une plate-forme unifiée et ouverte qui ne se limite pas à une seule fonctionnalité, mais qui effectue de la simulation, de la génération, de l’enregistrement et du rejeu.
Implantée dans le sud de la France et en Belgique, à proximité des institutions européennes, M3 Systems, l’un des membres fondateurs du pôle de compétitivité mondial Aerospace Valley (AESE), est une société spécialisée dans le domaine du positionnement et de la navigation hautes performances pour les applications civiles et militaires depuis 1999. M3 Systems apporte son expertise en R&D et en développement d’applications dans trois secteurs spécifiques : le traitement du signal, les études sur la gestion de circulation aérienne, ainsi que le développement de produits et le déploiement de solutions opérationnelles de test et mesure.
NI et M3 Systems dans l’aventure StellaNGC
La solution de test et mesure GNSS (Global Navigation Satellite System) de M3 Systems a été baptisée StellaNGC® d’après le nom de la liste des constellations : New General Catalogue of Nebulae and Clusters of Stars (en français « Nouveau catalogue général de nébuleuses et d’amas d’étoiles »).
Le développement des lignes de produits GNSS de M3 Systems a été lancé en 2012 pour répondre aux besoins de ses clients historiques dans les secteurs aérospatiale & défense et recherche. La combinaison du savoir-faire GNSS de M3 Systems et des plates-formes d’intégration NI en environnement LabVIEW s’avère idéale pour aboutir à une solution technique transversale. Celle-ci présente l’avantage de diminuer le temps et les investissements consacrés aux phases de test tout au long du cycle de développement des produits.
StellaNGC® est une plate-forme radio logicielle GNSS ouverte qui englobe tous les outils nécessaires au test GNSS. Elle est non seulement capable de simuler des signaux GNSS selon des scénarios définis par l’utilisateur, mais elle effectue également l’enregistrement et le rejeu de signaux GNSS réels. Cela en fait une plate-forme de test et mesure unifiée et ouverte à partir de laquelle l’utilisateur peut accéder à toutes les fonctions standard et personnalisées, et assurer l’évolutivité du système et l’optimisation de son retour sur investissement. L’enregistrement et rejeu RF constituent une méthode efficace pour répondre au besoin de création de scénarios les plus réalistes possible en fonction de l’environnement réel. L’acquisition de grands volumes de données permet un post-traitement poussé avant l’analyse en laboratoire.
Souplesse et modularité
Le système d’enregistrement et de rejeu de radio logicielle de M3 Systems nommé StellaNGC-RP a été déployé cette année chez des industriels de l’automobile, de l’aérospatiale et de la défense. L’offre commerciale est disponible en version à une seule voie (StellaNGC-RP-SC) et en version multivoie (StellaNGC-RP-MC avec 4 voies RF maximum par châssis). Avec des signaux RF parfaitement synchronisés, la version multivoie permet un enregistrement simultané de 65 MHz à 6 GHz sur une bande passante maximale de 80 MHz (PXIe-5644R) ou 200 MHz (PXIe-5646R) qui garantit une restitution haute fidélité.
Enregistrement et rejeu multivoies RF/GNSS de M3 Systems
De plus, StellaNGC® est extensible grâce à l’interconnexion possible avec des protocoles spécifiques à chaque industrie, via l’intégration par exemple de cartes PXIe-CAN pour l’automobile ou PXIe-ARINC 429/AFDX pour l’aéronautique. Ceux-ci peuvent facilement être ajoutés dans un système par le biais des compléments logiciel M3 Systems, tels que des triggers ou l’enregistrement de données synchrones.
Interface de l’enregistreur multivoies RF/GNSS
Support et services d’assistance
L’interface d’unité graphique de StellaNGC® a été spécialement conçue pour les opérateurs et contient un vaste éventail de paramètres réglables. La fréquence, la largeur de bande, la quantification ou encore la fréquence d’échantillonnage, entre autres, sont entièrement programmables de façon indépendante sur chaque voie.
Toutes les configurations spécifiques à un enregistrement sont stockées et automatiquement chargées au moment du rejeu du signal I/Q. La précision de la synchronisation des voies est assurée par un trigger de démarrage assigné aux tâches d’enregistrement et de rejeu, et est accessible manuellement via un trigger électronique et/ou logiciel.
Equipement intégré et autonome d’enregistrement et de rejeu ; 3 canaux RF/GNSS sur plate-forme VST/NI
Une grande partie de nos efforts a été consacrée à la simplicité d’utilisation du système StellaNGC®. Les fonctionnalités suivantes permettent un gain de temps notable :
– Des scénarios préconfigurés dédiés à l’enregistrement d’un signal GNSS spécifique permettent de réduire le temps nécessaire à la configuration ;
– Des menus contextuels apportant des conseils et de l’aide à l’opérateur pour optimiser la configuration ;
– Des modules de vérification de cohérence permettant d’éviter que l’opérateur n’indique une durée d’enregistrement incompatible avec l’espace de stockage disponible sur l’équipement. Pendant l’exécution, l’opérateur peut visualiser différents indicateurs pour contrôler facilement l’état opérationnel de son test (via des indicateurs lumineux, une barre de progression, un état de la mémoire tampon, etc.)
Mobilité
Nous avons porté une attention particulière à la mobilité du système StellaNGC®. Pour l’optimiser, nous avons utilisé un châssis sur alimentation DC (PXIe-1082DC), un stockage intégré (jusqu’à 8 To par emplacement PXIe) et transfert intégral de l’IHM sur tablette connectée via WiFi/TCP-IP. Côté logiciel, le système présente un dispositif de commande automatique de gain (CAG) pour gérer les interférences lors des sessions d’enregistrement. Ce complément logiciel permet de prolonger la durée de l’enregistrement pour une même capacité de stockage en réduisant la quantification du signal sans dégrader la sensibilité du VST en présence d’interférences (la gamme dynamique théorique complète ainsi obtenue avoisine 130 dB avec une quantification de 2 x 16 bits).
Intégration dans l’environnement de test automatique
L’architecture du système d’enregistrement et de rejeu radio logicielle M3 Systems a été conçue de sorte à être facilement intégrée dans un environnement de test automatique tel que TestStand, par exemple. En y incluant un module d’interface API standard et un serveur intégré (via TCP/IP), nous avons abouti à une solution générique compatible avec différents environnements de bancs de test disponibles sur le marché. Elle s’appuie sur un transfert de données de type « pull » (via TCP/IP) mais son architecture est ouverte, de manière à appliquer un transfert de données de type « push » (par port UDP) si nécessaire. Cette fonctionnalité est essentielle pour que l’équipement puisse être considéré comme autonome et être parfaitement intégré dans un banc de test automatique.
La détermination de M3 Systems à proposer une plate-forme de test de navigation par satellite unifiée et ouverte reposant sur la technologie NI VST s’est concrétisée l’an dernier par le lancement du simulateur de signaux GNSS StellaGNC® sur le marché. Cette année, cette volonté a été réaffirmée par la sortie de la solution d’enregistrement et de rejeu StellaNGC-RP. La communalisation du simulateur GNSS et du logiciel d’enregistrement et de rejeu sur une même plate-forme d’exécution facilite la mise à niveau du système, et offre une grande flexibilité ainsi qu’une vaste couverture de tests GNSS. La feuille de route du produit prévoit l’ajout de deux fonctionnalités intéressantes : une unité d’analyse de performances (comparaison croisée de trajectoires, par exemple) et une unité de traitement du signal (mode statique et dynamique). Cela fera de ce produit une des solutions de test les plus complètes, adaptable et efficace pour la vérification et la validation pour tout type d’utilisateurs.
