MatRockSim＋GPSシミュレータ

@ina111さんが素敵なロケットシミュレータを公開してくださったので，
GPS信号シミュレータ用のモーションファイルを作ってみました．

GitHub: ina111/MatRockSim

愛用しているSpirent社のGPS信号シミュレータでは，車や航空機，
人工衛星にはシナリオのテンプレートが準備されているのですが，
なぜかロケットはありません．

Spirent: GSS8000 GPS/GNSS Constellation Simulator

飛翔体のシミュレーションをするとなると，ユーザが自前で
モーションファイルと呼ばれる位置と姿勢の時系列データを準備して，
それをSimREMOTEというオプションでシミュレータに読み込ませる
必要があります．

Spirent: SimREMOTE User Manual (PDF, 6.6MB)

位置については，MatRockSimがECEF座標系で出力しているので，
そのままモーションファイルに利用できます．

姿勢については，MatRockSimがUp-East-Northのローカル座標に対する
quaternionsを出力するのに対して，GPS信号シミュレータでは，
North-East-Down座標でのheading，elevation，bankで記述します．

ある座標系で定義されたquaternionsを別の座標系から見たものに
どうやって変換するのか，いまひとつ理解できなかったので，
座標変換はあきらめて，ロケットの機体座標系を無理やり一致させました．
そのため，GPS信号シミュレータでは飛行機の背中からにょっきりと
ロケットが突き出したようなビジュアルになります．

ただし，オイラー角がsingularになってしまうケースがあるなど，
姿勢については，まだGPS信号シミュレータ側で工夫が必要です．

ロケットの機体や性能に関するパラメータはなかなか一般に公開されませんが，
宇宙研のM-3ロケットシリーズの機体データがwebに掲載されています．

ISAS: 衛星打ち上げロケットM3-S

この公開データをもとに，ina111さんがMatRockSim用のパラメータファイルを
準備してくださったので，早速，GPS信号シミュレータ用のシナリオを作成して
動作試験をしてみました．

受信機は，いつものようにNovAtel SuperStar II＋自作ファームウェアです．



ina111さん向けに開発したファームウェアでは，ublox社のGPS受信機と互換性のある
出力フォーマットを実装しています．そのため，u-centerで観測データのモニタリングや
ログができます．

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MatRockSimから生成したロケットのシナリオはGPS信号シミュレータで問題なく実行され，
受信機の方もロケットのダイナミクスや速度・高度に関係なく測位できていました．

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これでロケット用GPS受信機の開発が捗る！