科研工作中,GNSS 模擬器為眾多研究提供了重要支撐。在地球物理學研究方面,科研人員利用模擬器模擬不同地球物理條件下的衛星信號傳播情況,研究電離層、對流層變化對信號的影響,進而深入了解地球大氣結構與動力學。在天文學研究中,通過模擬衛星信號在星際空間的傳播,探索信號受太陽風、引力場等因素干擾的規律,為星際導航研究提供數據基礎。在新型定位算法研發中,科研人員借助模擬器生成大量不同場景的衛星信號數據,用于訓練和驗證新算法,如基于深度學習的定位算法,提升定位精度和抗干擾能力,推動導航技術不斷創新發展。GNSS 導航模擬器模擬飛機飛行軌跡,保障航空導航安全。全頻點信號仿真GPS模擬器廠家
GNSS 模擬器的硬件架構是其功能實現的基礎。重心硬件包括信號生成板卡,它集成了高精度的數字信號處理器(DSP)和現場可編程門陣列(FPGA)。DSP 負責復雜的信號運算,依據衛星軌道參數、時間信息等生成精確的數字信號;FPGA 則用于靈活配置信號生成流程,實現快速的數據處理與信號調制。射頻模塊也是關鍵部分,它將數字信號轉換為射頻信號,并對其進行放大、濾波等處理,確保模擬信號能以合適的功率和質量輸出。此外,模擬器還配備了高精度的時鐘源,如原子鐘或銣鐘,為信號生成提供精細的時間基準,保證不同衛星信號間的時間同步精度,這對于模擬多衛星系統協同工作場景至關重要。存儲模塊用于存儲大量的衛星軌道數據、信號特征庫等信息,以便快速調用生成各類模擬信號。室內GNSS接收器GNSS 導航模擬器模擬室內導航場景,推動室內定位發展。
GPS 軌跡模擬器通過模擬衛星信號與接收機之間的交互來生成軌跡數據。它首先依據預設的地理位置信息和運動參數,如起點坐標、終點坐標、行進速度、加速度等,構建一個虛擬的運動模型。利用衛星定位原理,將運動過程離散化為一系列時間節點,在每個節點上根據模型計算出對應的模擬 GPS 坐標。例如,以勻加速直線運動為例,根據運動學公式計算不同時刻物體所在位置,轉化為經緯度坐標。這些坐標信息按照 GPS 數據格式進行編碼,生成模擬的 GPS 軌跡數據,如同真實的 GPS 接收機在該運動過程中接收到并記錄的數據一樣,為后續分析和應用提供基礎。
動態場景模擬機制:為了測試 GNSS 接收機在不同運動場景下的性能,信號模擬器具備動態場景模擬能力。對于移動的接收機,如汽車、飛機等,模擬器模擬其運動狀態對信號的影響。它根據設定的運動軌跡,如直線加速、圓周運動、復雜的飛行航線等,實時計算接收機與衛星之間的相對運動速度和距離變化。根據多普勒效應,相對運動速度會導致接收信號的頻率發生偏移,模擬器相應地調整衛星信號的頻率。同時,根據距離變化調整信號傳播延遲,使得模擬信號能夠真實反映接收機在動態場景中接收到的 GNSS 信號特征,滿足對接收機動態性能測試的需求。GNSS 射頻模擬器支持多頻段輸出,適配多種接收機。
信號輸出與校準環節:經過一系列復雜模擬過程生成的 GNSS 信號,較終要通過特定接口輸出給接收機。模擬器配備多種輸出接口,如射頻輸出接口,直接輸出模擬的射頻信號,可連接到接收機的天線接口。在輸出信號之前,需要進行校準操作。校準過程利用高精度的參考信號源,對模擬器生成信號的頻率、幅度、相位等參數進行精確測量和調整。例如,通過與原子鐘參考源對比,校準信號的頻率準確性;通過功率計測量,校準信號的幅度精度。確保輸出的 GNSS 信號在各個參數上都符合高精度的標準,以提供可靠的測試信號給 GNSS 接收機,保證測試結果的準確性和可靠性。GPS 衛星模擬器模擬衛星壽命末期信號,評估系統可靠性。航空GNSS接收器廠家
GPS 信號模擬器添加噪聲干擾,測試接收機抗噪性能。全頻點信號仿真GPS模擬器廠家
定位精度是 GNSS 接收器的重心性能指標。民用接收器精度通常在數米范圍,而采用差分定位技術的專業接收器精度可大幅提升。例如,實時動態(RTK)差分技術能使定位精度達厘米級。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境下正常工作,如在城市高樓間或室內部分場景。更新率表示接收器每秒輸出定位信息的次數,高更新率(如 10Hz 以上)適用于高速移動目標,能及時反饋位置變化,確保動態定位的準確性。功耗也是重要指標,對于依賴電池供電的便攜式設備,低功耗接收器可延長設備續航時間。全頻點信號仿真GPS模擬器廠家