GNSS 導(dǎo)航模擬器對(duì) GNSS 信號(hào)特性的模擬十分精確。它能精確復(fù)現(xiàn)衛(wèi)星信號(hào)的偽隨機(jī)噪聲碼,確保每個(gè)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(shí)別衛(wèi)星。在信號(hào)強(qiáng)度模擬方面,可根據(jù)衛(wèi)星與接收機(jī)的相對(duì)位置、傳播距離以及各種干擾因素,精確調(diào)節(jié)信號(hào)強(qiáng)度,范圍從強(qiáng)信號(hào)的 - 120dBm 左右到弱信號(hào)的 - 160dBm 以下,模擬不同環(huán)境下信號(hào)強(qiáng)度的變化。同時(shí),模擬器還能模擬信號(hào)的多普勒頻移,根據(jù)接收機(jī)與衛(wèi)星的相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度,精確調(diào)整信號(hào)頻率,真實(shí)反映動(dòng)態(tài)場(chǎng)景下信號(hào)頻率的改變,為接收機(jī)的動(dòng)態(tài)定位性能測(cè)試提供保障。GPS 衛(wèi)星信號(hào)模擬器模擬不同天氣下信號(hào),分析環(huán)境影響。gnss信號(hào)模擬器廠家
GNSS 射頻模擬器的工作基于對(duì)衛(wèi)星信號(hào)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(shí)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(hào)傳播延遲,考慮到信號(hào)在電離層、對(duì)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(duì)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(gè)衛(wèi)星對(duì)應(yīng)獨(dú)特的碼序列。較后,將攜帶衛(wèi)星位置、時(shí)間信息以及 PRN 碼的基帶信號(hào),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(hào),完整模擬衛(wèi)星信號(hào)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(dòng),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(cuò)。對(duì)于信號(hào)傳播過程中的關(guān)鍵影響因素,如電離層和對(duì)流層對(duì)信號(hào)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(shí)間、地點(diǎn)的電離層變化對(duì)信號(hào)的影響。在模擬多路徑效應(yīng)時(shí),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(hào)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(hào)接收狀況,為接收機(jī)在復(fù)雜環(huán)境下的性能評(píng)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(cè)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(hào)。例如,模擬飛機(jī)在進(jìn)近降落階段,受機(jī)場(chǎng)周邊地形、建筑物影響的信號(hào)變化情況,以此測(cè)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(duì)于衛(wèi)星發(fā)射任務(wù),在衛(wèi)星發(fā)射前的地面測(cè)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(hào),對(duì)衛(wèi)星的導(dǎo)航定位模塊進(jìn)行多方面測(cè)試,確保衛(wèi)星進(jìn)入太空后,能夠利用 GNSS 信號(hào)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(hào),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(hào)。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(hào)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(hào)轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)輸出。這種模擬器靈活性高,易于升級(jí)和修改模擬算法,適合科研機(jī)構(gòu)進(jìn)行新型信號(hào)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(hào)。這些硬件經(jīng)過優(yōu)化設(shè)計(jì),能快速處理大量信號(hào)計(jì)算任務(wù),提高信號(hào)生成的速度與精度,適用于對(duì)信號(hào)實(shí)時(shí)性要求高的應(yīng)用場(chǎng)景,如工業(yè)自動(dòng)化中的實(shí)時(shí)定位系統(tǒng)測(cè)試。GPS 衛(wèi)星信號(hào)模擬器模擬不同衛(wèi)星系統(tǒng)信號(hào)融合,測(cè)試兼容性。室內(nèi)GPS衛(wèi)星信號(hào)模擬器錄制回放
GNSS 導(dǎo)航模擬器模擬山區(qū)導(dǎo)航場(chǎng)景,改善山區(qū)定位精度。gnss信號(hào)模擬器廠家
GNSS 模擬器對(duì)衛(wèi)星信號(hào)的模擬極為精細(xì)。在模擬信號(hào)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(huì)影響接收機(jī)測(cè)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(duì)不同衛(wèi)星信號(hào)特點(diǎn),還會(huì)采用諸如正交相移鍵控(QPSK)等復(fù)雜調(diào)制。信號(hào)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(hào)傳播損耗等因素,精確設(shè)定模擬信號(hào)幅度,以反映真實(shí)場(chǎng)景中信號(hào)的強(qiáng)弱變化。此外,對(duì)信號(hào)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(hào)受噪聲干擾的情況,讓接收機(jī)測(cè)試環(huán)境更貼合現(xiàn)實(shí)。gnss信號(hào)模擬器廠家