GNSS 模拟器依托高性能硬件构建。其重心信号生成模块配备了先进的数字信号处理器(DSP),具备强大的运算能力,能够实时处理复杂的卫星信号生成算法。例如,面对大量卫星轨道数据的快速运算需求,DSP 可高效完成,确保信号生成的及时性与准确性。同时,采用现场可编程门阵列(FPGA)技术,使硬件具备高度的灵活性。研发人员能根据不同的测试需求,灵活配置信号生成流程,快速实现对不同卫星系统信号特征的模拟。高精度的时钟源也是关键硬件组件,像原子钟提供的超高稳定性时间基准,保障了模拟器生成信号的时间精度,让多卫星信号间的同步误差极小,为模拟真实卫星信号环境奠定坚实基础。GNSS 仿真模拟器结合大数据,模拟复杂地理环境信号。船载型gnss发生器
随着科技不断进步,GNSS 模拟器呈现出多种发展趋势。一方面,精度会持续提升,通过更先进的算法和硬件技术,将模拟信号的误差降低至毫米甚至亚毫米级,满足如高精度测绘、量子导航等前沿领域需求。另一方面,功能集成化程度越来越高,未来的 GNSS 模拟器可能会集成惯性导航、视觉导航等多种导航方式的模拟功能,为融合导航系统测试提供一站式解决方案。此外,随着物联网和 5G 技术发展,GNSS 模拟器将具备更强的网络连接能力,可实现远程控制与分布式测试,方便全球范围内的科研团队协同开展测试工作。同时,在模拟复杂环境方面,会更加逼真地模拟如近地空间环境变化对卫星信号的影响,推动 GNSS 技术在极端环境下的应用发展。LabSatgnss射频模拟器录制回放GPS 卫星信号模拟器模拟不同卫星系统信号融合,测试兼容性。
GNSS 射频模拟器的工作基于对卫星信号传播过程的精确模拟。首先,它依据卫星轨道模型,精确计算不同时刻卫星的空间位置,这涉及复杂的天体力学算法,确保模拟卫星位置与真实情况高度契合。随后,根据卫星位置确定信号传播延迟,考虑到信号在电离层、对流层中的传播影响,运用相应的物理模型进行修正。例如,通过 Klobuchar 模型处理电离层延迟,利用 Saastamoinen 模型计算对流层延迟。接着,生成卫星发射的伪随机噪声(PRN)码序列,每个卫星对应独特的码序列。较后,将携带卫星位置、时间信息以及 PRN 码的基带信号,通过调制技术加载到射频载波上,输出模拟的 GNSS 射频信号,完整模拟卫星信号从太空到地面的传播路径。
除了基础的导航信号模拟,GNSS 导航模拟器还具备多种拓展功能。一些模拟器支持多系统联合模拟,不能同时模拟 GPS、北斗、GLONASS 等多个卫星导航系统的信号,还能模拟不同系统信号之间的相互干扰与协同工作情况,为多系统融合导航设备的研发提供多方面测试。部分模拟器具备信号干扰模拟功能,可生成窄带干扰、宽带干扰等多种干扰信号,与正常 GNSS 信号叠加,测试接收机在干扰环境下的抗干扰能力与定位稳定性。此外,有的模拟器还能模拟时间同步信号,用于测试对时间精度要求极高的应用场景,如电力系统的时间同步设备。GNSS 模拟器模拟不同海拔信号,测试定位设备适用性。
定位精度是 GNSS 接收器的重心性能指标。民用接收器精度通常在数米范围,而采用差分定位技术的专业接收器精度可大幅提升。例如,实时动态(RTK)差分技术能使定位精度达厘米级。灵敏度决定接收器接收微弱信号的能力,高灵敏度接收器可在信号受遮挡或干扰环境下正常工作,如在城市高楼间或室内部分场景。更新率表示接收器每秒输出定位信息的次数,高更新率(如 10Hz 以上)适用于高速移动目标,能及时反馈位置变化,确保动态定位的准确性。功耗也是重要指标,对于依赖电池供电的便携式设备,低功耗接收器可延长设备续航时间。GPS 卫星信号模拟器模拟卫星仰角变化,分析信号接收差异。船载型gnss发生器
GNSS 射频模拟器采用先进芯片,提升信号处理速度。船载型gnss发生器
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。船载型gnss发生器