GNSS 模拟器的硬件架构是其功能实现的基础。重心硬件包括信号生成板卡,它集成了高精度的数字信号处理器(DSP)和现场可编程门阵列(FPGA)。DSP 负责复杂的信号运算,依据卫星轨道参数、时间信息等生成精确的数字信号;FPGA 则用于灵活配置信号生成流程,实现快速的数据处理与信号调制。射频模块也是关键部分,它将数字信号转换为射频信号,并对其进行放大、滤波等处理,确保模拟信号能以合适的功率和质量输出。此外,模拟器还配备了高精度的时钟源,如原子钟或铷钟,为信号生成提供精细的时间基准,保证不同卫星信号间的时间同步精度,这对于模拟多卫星系统协同工作场景至关重要。存储??橛糜诖娲⒋罅康奈佬枪斓朗荨⑿藕盘卣骺獾刃畔?,以便快速调用生成各类模拟信号。GNSS 轨迹模拟器生成循环轨迹,适用于周期性运动场景模拟。理工雷科gnss卫星信号模拟器
与其他设备协同工作解析:GNSS 射频模拟器常与 GNSS 接收机协同工作,用于接收机的性能测试。模拟器输出模拟信号,接收机接收并处理信号,通过对比接收机输出的定位结果与模拟器预设的真实位置信息,评估接收机的定位精度、灵敏度等性能指标。它还可与信号分析仪配合,对模拟器输出信号进行深入分析。信号分析仪能检测信号的频谱特性、调制质量等,帮助技术人员优化模拟器的信号生成参数,确保输出信号的准确性。在一些复杂测试场景中,模拟器还可与转台等设备协同,模拟接收机在不同姿态下接收到的 GNSS 信号,多方面测试接收机在动态环境中的性能。航空gnss卫星信号模拟器GNSS 射频模拟器输出高精度射频信号,用于接收机前端测试。
在全球范围内,GNSS 模拟器市场竞争较为激烈。国外有名厂商如思博伦(Spirent)、罗德与施瓦茨(R&S)凭借长期技术积累与品牌优势,占据不错市场主导地位。它们的产品在精度、功能丰富度上表现不错,普遍应用于军方、航天等关键领域。国内厂商近年来发展迅速,像北斗星通等企业,依托国内北斗卫星系统发展机遇,不断推出具有性价比优势的产品,在中低端市场具有较强竞争力,并且逐步向不错市场渗透。此外,一些新兴科技企业也在通过创新技术,如基于云计算的模拟器服务等,试图在市场中开辟新赛道。随着市场需求不断增长,尤其是自动驾驶、物联网等新兴领域对高精度定位测试需求的爆发,各厂商不断加大研发投入,竞争将愈发激烈,推动产品持续升级。
信号调制过程:生成的基带信号需要经过调制才能模拟真实 GNSS 信号。常见的调制方式是二进制相移键控(BPSK)调制。在这个过程中,将基带信号的信息加载到高频载波上。具体而言,利用载波的相位变化来表示基带信号中的 “0” 和 “1”。比如,当基带信号为 “0” 时,载波相位不变;当基带信号为 “1” 时,载波相位翻转 180 度。通过这种调制方式,把低频的基带信号转换为高频的射频信号,使其能够在空气中远距离传播,并且符合 GNSS 信号在空中传播的特性,便于后续被 GNSS 接收机接收和解调。GNSS 接收器增加抗干扰???,适应复杂电磁环境。
软件定义 GNSS 模拟器主要依靠计算机软件来生成 GNSS 信号。通过编写复杂的算法,在计算机上模拟卫星轨道、信号调制、传播延迟等过程,然后利用数模转换设备将数字信号转换为模拟信号输出。这种模拟器灵活性高,易于升级和修改模拟算法,适合科研机构进行新型信号体制研究或算法开发。硬件加速 GNSS 模拟器则采用特用的硬件芯片或电路来生成信号。这些硬件经过优化设计,能快速处理大量信号计算任务,提高信号生成的速度与精度,适用于对信号实时性要求高的应用场景,如工业自动化中的实时定位系统测试。GNSS 仿真模拟器结合大数据,模拟复杂地理环境信号。理工雷科gnss卫星信号模拟器
GNSS 卫星模拟器模拟卫星轨道摄动,研究轨道变化影响。理工雷科gnss卫星信号模拟器
提升 GNSS 模拟器精度是关键目标。在硬件方面,采用更高精度的时钟源,如氢原子钟,其超高的时间稳定性可降低信号时间同步误差。优化射频电路设计,选用低噪声放大器、高精度滤波器等组件,减少信号传输过程中的噪声干扰与失真。在软件算法上,不断改进轨道预测模型,考虑更多的摄动因素,如太阳光压摄动、地球潮汐摄动等,提高卫星轨道模拟精度。对于误差模拟算法,利用更精确的大气模型,如全球电离层图模型(GIM)、高精度对流层模型等,减小电离层和对流层延迟误差模拟的偏差。此外,通过增加信号通道数量,模拟更多卫星信号,采用多频点信号融合技术,提升定位精度,为高精度应用领域提供更可靠的测试环境。理工雷科gnss卫星信号模拟器