GNSS 導(dǎo)航模擬器對 GNSS 信號特性的模擬十分精確。它能精確復(fù)現(xiàn)衛(wèi)星信號的偽隨機(jī)噪聲碼,確保每個衛(wèi)星的碼序列與真實(shí)情況一致,從而使接收機(jī)能夠準(zhǔn)確識別衛(wèi)星。在信號強(qiáng)度模擬方面,可根據(jù)衛(wèi)星與接收機(jī)的相對位置、傳播距離以及各種干擾因素,精確調(diào)節(jié)信號強(qiáng)度,范圍從強(qiáng)信號的 - 120dBm 左右到弱信號的 - 160dBm 以下,模擬不同環(huán)境下信號強(qiáng)度的變化。同時(shí),模擬器還能模擬信號的多普勒頻移,根據(jù)接收機(jī)與衛(wèi)星的相對運(yùn)動速度,精確調(diào)整信號頻率,真實(shí)反映動態(tài)場景下信號頻率的改變,為接收機(jī)的動態(tài)定位性能測試提供保障。GPS 導(dǎo)航模擬器模擬校園導(dǎo)航場景,方便師生出行。船載型GPS信號模擬器
GPS 軌跡模擬器通過模擬衛(wèi)星信號與接收機(jī)之間的交互來生成軌跡數(shù)據(jù)。它首先依據(jù)預(yù)設(shè)的地理位置信息和運(yùn)動參數(shù),如起點(diǎn)坐標(biāo)、終點(diǎn)坐標(biāo)、行進(jìn)速度、加速度等,構(gòu)建一個虛擬的運(yùn)動模型。利用衛(wèi)星定位原理,將運(yùn)動過程離散化為一系列時(shí)間節(jié)點(diǎn),在每個節(jié)點(diǎn)上根據(jù)模型計(jì)算出對應(yīng)的模擬 GPS 坐標(biāo)。例如,以勻加速直線運(yùn)動為例,根據(jù)運(yùn)動學(xué)公式計(jì)算不同時(shí)刻物體所在位置,轉(zhuǎn)化為經(jīng)緯度坐標(biāo)。這些坐標(biāo)信息按照 GPS 數(shù)據(jù)格式進(jìn)行編碼,生成模擬的 GPS 軌跡數(shù)據(jù),如同真實(shí)的 GPS 接收機(jī)在該運(yùn)動過程中接收到并記錄的數(shù)據(jù)一樣,為后續(xù)分析和應(yīng)用提供基礎(chǔ)。LabSatGNSS接收器供應(yīng)商GPS 衛(wèi)星模擬器模擬衛(wèi)星鐘差,檢測定位精度影響。
GNSS 射頻模擬器具有諸多明顯特點(diǎn)。其一,頻率覆蓋范圍普遍,能夠涵蓋 GPS、北斗、GLONASS、Galileo 等全球主要衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的工作頻段,如 GPS 的 L1(1575.42MHz)、L2(1227.60MHz)頻段,北斗的 B1I(1561.098MHz)、B2I(1207.14MHz)頻段等,滿足不同系統(tǒng)測試需求。其二,信號精度極高,在模擬信號的幅度、頻率、相位等參數(shù)上,可達(dá)到亞毫米級的偽距精度和皮秒級的時(shí)間精度,確保為測試設(shè)備提供精細(xì)信號輸入。其三,具備靈活的信號配置能力,可根據(jù)測試場景需求,自由設(shè)置衛(wèi)星數(shù)量、信號強(qiáng)度、多徑效應(yīng)等參數(shù),模擬復(fù)雜多變的信號環(huán)境。
軟件定義 GNSS 模擬器主要依靠計(jì)算機(jī)軟件來生成 GNSS 信號。通過編寫復(fù)雜的算法,在計(jì)算機(jī)上模擬衛(wèi)星軌道、信號調(diào)制、傳播延遲等過程,然后利用數(shù)模轉(zhuǎn)換設(shè)備將數(shù)字信號轉(zhuǎn)換為模擬信號輸出。這種模擬器靈活性高,易于升級和修改模擬算法,適合科研機(jī)構(gòu)進(jìn)行新型信號體制研究或算法開發(fā)。硬件加速 GNSS 模擬器則采用特用的硬件芯片或電路來生成信號。這些硬件經(jīng)過優(yōu)化設(shè)計(jì),能快速處理大量信號計(jì)算任務(wù),提高信號生成的速度與精度,適用于對信號實(shí)時(shí)性要求高的應(yīng)用場景,如工業(yè)自動化中的實(shí)時(shí)定位系統(tǒng)測試。GNSS 模擬器模擬動態(tài)場景,測試接收機(jī)跟蹤性能。
動態(tài)場景模擬機(jī)制:為了測試 GNSS 接收機(jī)在不同運(yùn)動場景下的性能,信號模擬器具備動態(tài)場景模擬能力。對于移動的接收機(jī),如汽車、飛機(jī)等,模擬器模擬其運(yùn)動狀態(tài)對信號的影響。它根據(jù)設(shè)定的運(yùn)動軌跡,如直線加速、圓周運(yùn)動、復(fù)雜的飛行航線等,實(shí)時(shí)計(jì)算接收機(jī)與衛(wèi)星之間的相對運(yùn)動速度和距離變化。根據(jù)多普勒效應(yīng),相對運(yùn)動速度會導(dǎo)致接收信號的頻率發(fā)生偏移,模擬器相應(yīng)地調(diào)整衛(wèi)星信號的頻率。同時(shí),根據(jù)距離變化調(diào)整信號傳播延遲,使得模擬信號能夠真實(shí)反映接收機(jī)在動態(tài)場景中接收到的 GNSS 信號特征,滿足對接收機(jī)動態(tài)性能測試的需求。GPS 導(dǎo)航模擬器模擬復(fù)雜路況,優(yōu)化車載導(dǎo)航系統(tǒng)體驗(yàn)。船載型GPS信號模擬器
GPS 發(fā)生器生成穩(wěn)定 GPS 信號,為基礎(chǔ)定位應(yīng)用提供支持。船載型GPS信號模擬器
定位精度是 GNSS 接收器的重心性能指標(biāo)。民用接收器精度通常在數(shù)米范圍,而采用差分定位技術(shù)的專業(yè)接收器精度可大幅提升。例如,實(shí)時(shí)動態(tài)(RTK)差分技術(shù)能使定位精度達(dá)厘米級。靈敏度決定接收器接收微弱信號的能力,高靈敏度接收器可在信號受遮擋或干擾環(huán)境下正常工作,如在城市高樓間或室內(nèi)部分場景。更新率表示接收器每秒輸出定位信息的次數(shù),高更新率(如 10Hz 以上)適用于高速移動目標(biāo),能及時(shí)反饋位置變化,確保動態(tài)定位的準(zhǔn)確性。功耗也是重要指標(biāo),對于依賴電池供電的便攜式設(shè)備,低功耗接收器可延長設(shè)備續(xù)航時(shí)間。船載型GPS信號模擬器