信号生成基础:GNSS 信号模拟器首要任务是生成基础信号。它基于精确的数学算法,模拟卫星在太空中的运动轨迹。以 GPS 系统为例,依据开普勒定律等轨道力学知识,计算出卫星在不同时刻的精确位置。同时,内置高精度时钟模型,模拟卫星携带的原子钟信号。通过这些复杂的运算,得到每个卫星对应的伪随机噪声(PRN)码序列起始点。这些 PRN 码如同卫星的独特 “指纹”,每个卫星都有专属序列。将卫星位置信息、时钟信息与 PRN 码信息相结合,利用数字信号处理器(DSP)生成较初的数字基带信号,为后续模拟真实卫星信号奠定基础。GNSS 轨迹模拟器生成曲线轨迹,模拟车辆转弯路径。航空gnss卫星模拟器
多卫星信号模拟整合:现实中的 GNSS 接收机同时接收多颗卫星的信号,所以模拟器需要模拟多卫星信号场景。它依据不同卫星的轨道参数,分别生成每颗卫星的信号。这些卫星信号在时间和空间上都有特定的关系。例如,在某一时刻,不同卫星处于不同的轨道位置,它们发射的信号到达地面接收机的时间和强度也不同。模拟器通过精确控制每颗卫星信号的生成时间、传播延迟和信号强度,将多颗卫星的信号进行整合。使得输出的多卫星信号组合能够准确反映真实 GNSS 系统中多颗卫星信号同时传播到接收机的情况,为接收机提供接近真实环境的多卫星信号输入。便携式GPS发生器录制回放GPS 卫星信号模拟器模拟不同天气下信号,分析环境影响。
自动驾驶汽车依赖精细的定位信息来安全行驶,GNSS 模拟器在自动驾驶测试中不可或缺。在自动驾驶汽车研发阶段,利用 GNSS 模拟器可在实验室环境下模拟各种道路场景的卫星信号。例如,模拟车辆在高速公路上行驶时的开阔天空信号环境,测试自动驾驶系统的正常定位与导航功能;模拟车辆进入城市街道时,因高楼遮挡导致的信号丢失、多路径干扰等情况,检验自动驾驶系统在复杂环境下的应对能力。通过在不同场景下反复测试,汽车制造商能优化自动驾驶算法,提高车辆在真实道路上面对各种 GNSS 信号状况时的可靠性与安全性,确保自动驾驶技术在投入实际应用前经过充分验证。
单系统 GNSS 模拟器专注于模拟某一种卫星导航系统的信号,比如模拟 GPS 信号的模拟器。它适用于那些只针对单一卫星系统进行研发或应用的场景,如早期一些依赖 GPS 定位的特定行业设备。多系统 GNSS 模拟器则可同时模拟多种卫星系统信号,像 GPS、北斗、GLONASS 和 Galileo 等。这种类型的模拟器优势明显,能为用户提供更丰富的卫星信号资源,提高定位精度与可靠性,普遍应用于需要高精度定位的领域,如测绘、自动驾驶等,使设备在不同卫星系统信号组合下都能进行性能测试与优化。GPS 信号模拟器添加噪声干扰,测试接收机抗噪性能。
信号功率是 GNSS 射频模拟器的重要技术指标之一,其输出功率范围通常在 - 165dBm 至 - 20dBm 之间,可精确模拟卫星信号在不同传播距离下的强度变化。频率稳定度也是关键指标,一般要求达到 10?12 量级,确保长时间内输出信号频率的稳定性,避免因频率漂移影响测试精度。通道数量决定了模拟器能够同时模拟的卫星数量,常见的模拟器可支持 12 至 32 个通道,满足多卫星系统测试需求。此外,信号切换时间也是考量因素,快速的信号切换时间(如微秒级)能实现不同测试场景的快速切换,提高测试效率。GNSS 卫星模拟器模拟卫星星座布局,研究星座协同工作机制。航海gnss卫星信号模拟器录制回放
GNSS 卫星信号模拟器可调整信号强度,模拟不同距离下的信号接收。航空gnss卫星模拟器
航空航天领域对导航精度和可靠性要求近乎苛刻,GNSS 模拟器在其中扮演着重要角色。在飞机导航系统研发测试中,GNSS 模拟器可模拟飞机在起飞、巡航、降落等不同飞行阶段所接收的卫星信号。比如在模拟飞机降落过程时,能精确模拟机场周边复杂的信号环境,包括受地形、建筑物影响产生的信号变化,以此测试飞机导航系统能否准确引导飞机安全着陆。对于卫星发射任务,在卫星入轨前的地面测试阶段,GNSS 模拟器可模拟卫星在轨道上可能接收到的各种 GNSS 信号,测试卫星的导航定位模块性能,确保卫星进入太空后能正常利用 GNSS 信号进行精确轨道确定与姿态控制,保障航天任务顺利进行。航空gnss卫星模拟器