GNSS 導(dǎo)航模擬器對 GNSS 信號特性的模擬十分精確。它能精確復(fù)現(xiàn)衛(wèi)星信號的偽隨機(jī)噪聲碼,確保每個衛(wèi)星的碼序列與真實(shí)情況一致,從而使接收機(jī)能夠準(zhǔn)確識別衛(wèi)星。在信號強(qiáng)度模擬方面,可根據(jù)衛(wèi)星與接收機(jī)的相對位置、傳播距離以及各種干擾因素,精確調(diào)節(jié)信號強(qiáng)度,范圍從強(qiáng)信號的 - 120dBm 左右到弱信號的 - 160dBm 以下,模擬不同環(huán)境下信號強(qiáng)度的變化。同時,模擬器還能模擬信號的多普勒頻移,根據(jù)接收機(jī)與衛(wèi)星的相對運(yùn)動速度,精確調(diào)整信號頻率,真實(shí)反映動態(tài)場景下信號頻率的改變,為接收機(jī)的動態(tài)定位性能測試提供保障。GPS 衛(wèi)星信號模擬器模擬不同天氣下信號,分析環(huán)境影響。gnss信號模擬器廠家
GNSS 射頻模擬器的工作基于對衛(wèi)星信號傳播過程的精確模擬。首先,它依據(jù)衛(wèi)星軌道模型,精確計(jì)算不同時刻衛(wèi)星的空間位置,這涉及復(fù)雜的天體力學(xué)算法,確保模擬衛(wèi)星位置與真實(shí)情況高度契合。隨后,根據(jù)衛(wèi)星位置確定信號傳播延遲,考慮到信號在電離層、對流層中的傳播影響,運(yùn)用相應(yīng)的物理模型進(jìn)行修正。例如,通過 Klobuchar 模型處理電離層延遲,利用 Saastamoinen 模型計(jì)算對流層延遲。接著,生成衛(wèi)星發(fā)射的偽隨機(jī)噪聲(PRN)碼序列,每個衛(wèi)星對應(yīng)獨(dú)特的碼序列。較后,將攜帶衛(wèi)星位置、時間信息以及 PRN 碼的基帶信號,通過調(diào)制技術(shù)加載到射頻載波上,輸出模擬的 GNSS 射頻信號,完整模擬衛(wèi)星信號從太空到地面的傳播路徑。理工雷科GPS模擬器錄制回放GNSS 衛(wèi)星模擬器模擬衛(wèi)星軌道攝動,研究軌道變化影響。
該模擬器在環(huán)境模擬方面表現(xiàn)不錯。對于信號傳播過程中的關(guān)鍵影響因素,如電離層和對流層對信號的延遲,能通過高精度的大氣模型進(jìn)行精確模擬。利用全球電離層圖模型(GIM),可準(zhǔn)確反映不同時間、地點(diǎn)的電離層變化對信號的影響。在模擬多路徑效應(yīng)時,根據(jù)周圍環(huán)境的反射特性,如建筑物、地形等的反射系數(shù),精確模擬信號經(jīng)多次反射后到達(dá)接收機(jī)的路徑與強(qiáng)度,使接收機(jī)在實(shí)驗(yàn)室環(huán)境中就能經(jīng)歷與真實(shí)復(fù)雜環(huán)境極為相似的信號接收狀況,為接收機(jī)在復(fù)雜環(huán)境下的性能評估提供可靠依據(jù)。
航空航天領(lǐng)域?qū)?dǎo)航精度和可靠性要求極高,GNSS 模擬器在此發(fā)揮著關(guān)鍵作用。在飛機(jī)導(dǎo)航系統(tǒng)的研發(fā)與測試過程中,模擬器模擬飛機(jī)在起飛、巡航、降落等不同飛行階段所接收的衛(wèi)星信號。例如,模擬飛機(jī)在進(jìn)近降落階段,受機(jī)場周邊地形、建筑物影響的信號變化情況,以此測試飛機(jī)導(dǎo)航系統(tǒng)能否精細(xì)引導(dǎo)飛機(jī)安全著陸。對于衛(wèi)星發(fā)射任務(wù),在衛(wèi)星發(fā)射前的地面測試階段,GNSS 模擬器模擬衛(wèi)星在軌道上可能接收到的各類 GNSS 信號,對衛(wèi)星的導(dǎo)航定位模塊進(jìn)行多方面測試,確保衛(wèi)星進(jìn)入太空后,能夠利用 GNSS 信號準(zhǔn)確確定軌道和姿態(tài),為航天任務(wù)的順利實(shí)施提供保障。GPS 發(fā)生器提供穩(wěn)定頻率 GPS 信號,保障定位穩(wěn)定。
軟件定義 GNSS 模擬器主要依靠計(jì)算機(jī)軟件來生成 GNSS 信號。通過編寫復(fù)雜的算法,在計(jì)算機(jī)上模擬衛(wèi)星軌道、信號調(diào)制、傳播延遲等過程,然后利用數(shù)模轉(zhuǎn)換設(shè)備將數(shù)字信號轉(zhuǎn)換為模擬信號輸出。這種模擬器靈活性高,易于升級和修改模擬算法,適合科研機(jī)構(gòu)進(jìn)行新型信號體制研究或算法開發(fā)。硬件加速 GNSS 模擬器則采用特用的硬件芯片或電路來生成信號。這些硬件經(jīng)過優(yōu)化設(shè)計(jì),能快速處理大量信號計(jì)算任務(wù),提高信號生成的速度與精度,適用于對信號實(shí)時性要求高的應(yīng)用場景,如工業(yè)自動化中的實(shí)時定位系統(tǒng)測試。GPS 衛(wèi)星信號模擬器模擬不同衛(wèi)星系統(tǒng)信號融合,測試兼容性。室內(nèi)GPS衛(wèi)星信號模擬器錄制回放
GNSS 導(dǎo)航模擬器模擬山區(qū)導(dǎo)航場景,改善山區(qū)定位精度。gnss信號模擬器廠家
GNSS 模擬器對衛(wèi)星信號的模擬極為精細(xì)。在模擬信號頻率方面,需精細(xì)匹配不同衛(wèi)星系統(tǒng)的載波頻率,像 GPS 的 L1、L2 頻段,北斗的 B1、B2 等頻段,微小的頻率偏差都會影響接收機(jī)測試結(jié)果。調(diào)制方式也至關(guān)重要,除常見的二進(jìn)制相移鍵控(BPSK)調(diào)制用于生成導(dǎo)航電文外,針對不同衛(wèi)星信號特點(diǎn),還會采用諸如正交相移鍵控(QPSK)等復(fù)雜調(diào)制。信號的幅度模擬同樣關(guān)鍵,要依據(jù)衛(wèi)星與接收機(jī)的距離、信號傳播損耗等因素,精確設(shè)定模擬信號幅度,以反映真實(shí)場景中信號的強(qiáng)弱變化。此外,對信號噪聲的模擬也不可或缺,通過添加高斯白噪聲等方式,模擬實(shí)際環(huán)境中信號受噪聲干擾的情況,讓接收機(jī)測試環(huán)境更貼合現(xiàn)實(shí)。gnss信號模擬器廠家