HILSとマルチパスを克服するGNSS試験（後編）

前編では、2025年以降の自動車開発における高精度GNSSの重要性と、実走行テストの限界について解説しました。後編では、それらの課題を解決する業界標準のソリューション、Spirent社製GNSSシミュレーター「GSS7000」の詳細と、それを用いた「マルチパスシミュレーション」「HILS（Hardware-in-the-Loop）」といった先進的なテスト手法について具体的に紹介します。

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●1. 業界のベンチマーク：Spirent GSS7000の紹介

●2. 実世界を再現する：GSS7000による先進的な自動車テスト

●まとめ

1. 業界のベンチマーク：Spirent GSS7000の紹介

GNSSシミュレーションの重要性が高まる中、どのツールを選択するかは開発の成否を分ける重要な決定です。ここでは、自動車、航空宇宙、防衛といった要求の厳しい分野で長年にわたり業界標準として採用されてきた、Spirent社のGNSSシミュレーター「GSS7000」についてご紹介します。

1-1. 中核となる能力：マルチ周波数・マルチコンステレーションのパワー

Spirent GSS7000は、現代の複雑なテスト要求に応えるために設計された、高性能なマルチ周波数・マルチGNSSコンステレーションシミュレーターです。その中核をなすのは、圧倒的な信号生成能力です。

最新コンステレーションや周波数： GPS、GLONASS、Galileo、BeiDou、QZSSといった主要なGNSSとSBASはもちろん、今後主要されるGalileoのOSNMA、GLONASSのCDMAやQZSS L1C/B、災危信号のL1Sなど最新の信号も生成可能です。
チャンネル数： 最大256チャンネルという豊富なリソースを備え、これらを各衛星システムや周波数に柔軟に割り当てることができます。
高忠実度（High Fidelity）： 衛星の軌道計算から信号のビット生成に至るまで、すべてを物理法則に基づき第一原理から生成することで、実際の衛星から放送される信号と「真値データ」を再現します。

1-2. 柔軟で将来を見据えたプラットフォーム

GSS7000は、単なる固定機能の測定器ではありません。将来にわたる技術の進化に対応し、ユーザーの投資を長期的に保護するための設計思想が貫かれています。

SDR（Software-Defined Radio）アーキテクチャ： ハードウェアの心臓部にはSDR技術が採用されています。これにより、新しい衛星信号や周波数が登場した際にも、現場でのソフトウェアアップグレードで対応が可能です。
拡張性の高いソフトウェアスイート： 「SimGEN™」「SimREPLAYplus™」「SimTEST™」など、用途に応じた強力なソフトウェア群が用意されています。

1-3. 業界を超えて証明された信頼性：自動車、航空宇宙、ドローン

GSS7000とその基盤技術は、自動車業界だけでなく、人命に関わるミッションクリティカルな分野で広く信頼を得ています。戦闘機の航法装置、ドローン（UAV）、そしてスマートフォンなど、その応用範囲は多岐にわたります。

2. 実世界を再現する：GSS7000による先進的な自動車テスト

Spirent GSS7000が真価を発揮するのは、自動車開発における最も困難なテスト課題を解決する場面です。ここでは、特に重要な二つのテーマ、「マルチパス」のシミュレーションと、「HILS」への統合について解説します。

2-1. アーバンキャニオン問題：マルチパスの理解とシミュレーション

2-1-1. マルチパスとは何か？

マルチパスとは、衛星から送信されたGNSS信号が、ビルや樹木などで反射・回折し、複数の経路をたどって受信機に到達する現象です。この時間差が受信機の測位計算を混乱させ、位置誤差を引き起こす原因となります。特に都市部の「アーバンキャニオン」ではこの影響が顕著になります。

2-1-2. Sim3Dによるリアルな環境シミュレーション

GSS7000をSpirentの「Sim3D」ソフトウェアと組み合わせることで、この課題をラボ内で解決できます。Sim3Dは、詳細な3Dマップによる環境モデルを用いて、物理的に正確なマルチパスと信号遮蔽をリアルタイムでシミュレーションする画期的なソリューションです。エンジニアは実在する都市を精密に再現した3Dモデルを取り込み、受信機アルゴリズムの振る舞いを正確にテストすることが可能になります。

2-2. 仮想と物理の融合：HILS（Hardware-in-the-Loop）の力

2-2-1. HILSテストとは何か？

HILSは、テスト対象のECU（電子制御ユニット）実物を、車両の他の部分や走行環境を模擬したシミュレータに接続するテスト手法です。実車が完成する前の段階からECUのソフトウェアを検証でき、開発の時間とコストを劇的に削減できます。

2-2-2. Spirent SimHIL：GNSSデータを繋ぐ重要なリンク

ADASや自動運転システムのHILテストにおいて、極めて重要になるのがすべてのシミュレーションデータの「時間同期」です。特にGNSSデータの遅延（レイテンシ）は致命的です。この課題を解決するのが「SimHIL」です。SimHILは、GSS7000をdSPACEやIPG CarMakerといった主要なHILプラットフォームと統合し、遅延を最大40ミリ秒という極めて低いレベルに抑えます。この超低遅延により、ラボ内のHILテストが実世界の性能を忠実に反映したものとなります。

まとめ

本記事（後編）では、具体的なテストソリューションと高度な応用について解説しました。

Spirent GSS7000は、マルチGNSS・マルチ周波数に対応し、その高い柔軟性と信頼性で業界のベンチマークとなっています。
Sim3Dとの連携により、現実世界の「マルチパス」環境をラボ内で再現し、都市部での測位精度向上に貢献します。
SimHILを用いたHILS環境への統合は、超低遅延を実現し、自動運転システムの安全性を検証する上で不可欠な要素です。

前後編を通じて解説した通り、GNSSシミュレーションはもはや単なる効率化ツールではなく、次世代モビリティの安全を保証するための必須基盤と言えるでしょう。

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