航空航天领域对导航精度和可靠性要求极高,GNSS 模拟器在此发挥着关键作用。在飞机导航系统的研发与测试过程中,模拟器模拟飞机在起飞、巡航、降落等不同飞行阶段所接收的卫星信号。例如,模拟飞机在进近降落阶段,受机场周边地形、建筑物影响的信号变化情况,以此测试飞机导航系统能否精细引导飞机安全着陆。对于卫星发射任务,在卫星发射前的地面测试阶段,GNSS 模拟器模拟卫星在轨道上可能接收到的各类 GNSS 信号,对卫星的导航定位模块进行多方面测试,确保卫星进入太空后,能够利用 GNSS 信号准确确定轨道和姿态,为航天任务的顺利实施提供保障。GPS 轨迹模拟器能灵活编辑轨迹,适配户外运动产品研发需求。北斗GPS导航模拟器录制回放
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。存储模块用于存储大量的卫星轨道数据、信号特征库等信息,以便快速调用生成各类模拟信号。车载式GNSS模拟器录制回放GPS 卫星模拟器模拟卫星寿命末期信号,评估系统可靠性。
测绘行业对高精度定位有着极高要求,GNSS 模拟器在此发挥着关键作用。在地形测绘中,利用 GNSS 模拟器可以模拟不同卫星星座组合、不同信号强度及多路径干扰等情况,对测绘用 GNSS 接收机进行多方面测试。例如,在山区测绘时,因地形复杂易出现信号遮挡,通过模拟器模拟此类环境,可提前优化接收机的抗干扰算法,确保实际测绘中能快速、准确地获取定位数据。在绘制地图时,为保证地图精度,需对 GNSS 设备进行校准,GNSS 模拟器能提供标准信号,帮助测绘人员校准设备偏差,提高地图绘制的准确性。同时,对于大面积土地测量项目,利用模拟器可模拟不同区域的卫星信号状况,合理规划测量路线,提升测绘效率。
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。GNSS 仿真模拟器利用人工智能,智能生成模拟场景。
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 信号模拟器模拟信号中断场景,测试接收机恢复能力。车载式GNSS模拟器录制回放
GNSS 导航模拟器创建多种导航场景,提升导航系统可靠性。北斗GPS导航模拟器录制回放
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。北斗GPS导航模拟器录制回放