GNSS 模擬器通過生成模擬的衛星信號來仿真真實的全球導航衛星系統環境。其重心在于依據衛星軌道模型、信號傳播模型等數學模型,精確計算衛星在不同時刻的位置及信號特征。在計算出衛星位置后,模擬器會按照特定的編碼方式,如 GPS 的 C/A 碼或更復雜的加密碼,對載波信號進行調制,以模擬衛星發射的實際信號。這些模擬信號經放大、濾波等處理后,可輸出至接收設備。無論是用于測試 GNSS 接收機在開闊天空下的定位精度,還是模擬在城市峽谷、森林等復雜環境中的信號接收情況,GNSS 模擬器都能通過靈活設置參數,為接收機提供逼真的測試信號,幫助工程師深入了解接收機性能。GNSS 軌跡模擬器生成循環軌跡,適用于周期性運動場景模擬。車載gnss軌跡模擬器錄制回放
隨著科技不斷進步,GNSS 模擬器呈現出多種發展趨勢。一方面,精度會持續提升,通過更先進的算法和硬件技術,將模擬信號的誤差降低至毫米甚至亞毫米級,滿足如高精度測繪、量子導航等前沿領域需求。另一方面,功能集成化程度越來越高,未來的 GNSS 模擬器可能會集成慣性導航、視覺導航等多種導航方式的模擬功能,為融合導航系統測試提供一站式解決方案。此外,隨著物聯網和 5G 技術發展,GNSS 模擬器將具備更強的網絡連接能力,可實現遠程控制與分布式測試,方便全球范圍內的科研團隊協同開展測試工作。同時,在模擬復雜環境方面,會更加逼真地模擬如近地空間環境變化對衛星信號的影響,推動 GNSS 技術在極端環境下的應用發展。航空gnss衛星模擬器錄制回放GNSS 射頻模擬器支持多頻段輸出,適配多種接收機。
軟件算法在 GNSS 模擬器中起著智能重心的作用。軌道預測算法根據衛星的開普勒軌道參數以及攝動模型,精確計算衛星在不同時刻的位置和速度,為信號生成提供基礎數據。信號調制算法將導航電文、偽隨機碼等信息按照特定的調制方式加載到載波上,生成符合衛星信號特征的模擬信號。誤差模擬算法用于模擬信號傳播過程中的各種誤差,如電離層延遲誤差、對流層延遲誤差、多路徑誤差等,通過數學模型精確計算并疊加到模擬信號中,以真實反映實際環境對信號的影響。數據融合算法在與其他設備協同工作時發揮重要作用,例如將模擬器生成的衛星信號數據與慣性測量單元的姿態數據進行融合,輸出綜合的導航信息,為測試接收機的組合導航性能提供數據支持。
信號生成基礎:GNSS 信號模擬器首要任務是生成基礎信號。它基于精確的數學算法,模擬衛星在太空中的運動軌跡。以 GPS 系統為例,依據開普勒定律等軌道力學知識,計算出衛星在不同時刻的精確位置。同時,內置高精度時鐘模型,模擬衛星攜帶的原子鐘信號。通過這些復雜的運算,得到每個衛星對應的偽隨機噪聲(PRN)碼序列起始點。這些 PRN 碼如同衛星的獨特 “指紋”,每個衛星都有專屬序列。將衛星位置信息、時鐘信息與 PRN 碼信息相結合,利用數字信號處理器(DSP)生成較初的數字基帶信號,為后續模擬真實衛星信號奠定基礎。GNSS 模擬器支持多系統信號模擬,滿足全球定位應用需求。
多衛星信號模擬整合:現實中的 GNSS 接收機同時接收多顆衛星的信號,所以模擬器需要模擬多衛星信號場景。它依據不同衛星的軌道參數,分別生成每顆衛星的信號。這些衛星信號在時間和空間上都有特定的關系。例如,在某一時刻,不同衛星處于不同的軌道位置,它們發射的信號到達地面接收機的時間和強度也不同。模擬器通過精確控制每顆衛星信號的生成時間、傳播延遲和信號強度,將多顆衛星的信號進行整合。使得輸出的多衛星信號組合能夠準確反映真實 GNSS 系統中多顆衛星信號同時傳播到接收機的情況,為接收機提供接近真實環境的多衛星信號輸入。GNSS 衛星模擬器模擬衛星星座布局,研究星座協同工作機制。車載式gnss衛星信號模擬器錄制回放
GNSS 發生器具備高精度時鐘,保障信號時間準確性。車載gnss軌跡模擬器錄制回放
與其他設備協同工作解析:GNSS 射頻模擬器常與 GNSS 接收機協同工作,用于接收機的性能測試。模擬器輸出模擬信號,接收機接收并處理信號,通過對比接收機輸出的定位結果與模擬器預設的真實位置信息,評估接收機的定位精度、靈敏度等性能指標。它還可與信號分析儀配合,對模擬器輸出信號進行深入分析。信號分析儀能檢測信號的頻譜特性、調制質量等,幫助技術人員優化模擬器的信號生成參數,確保輸出信號的準確性。在一些復雜測試場景中,模擬器還可與轉臺等設備協同,模擬接收機在不同姿態下接收到的 GNSS 信號,多方面測試接收機在動態環境中的性能。車載gnss軌跡模擬器錄制回放