GNSS 導航模擬器具備良好的用戶平臺適配性。針對車載平臺,模擬器可與汽車的 CAN 總線連接,將模擬的 GNSS 信號與汽車的車速、轉(zhuǎn)向等信息融合,模擬車輛在行駛過程中的導航狀態(tài),為車載導航系統(tǒng)的升級與自動駕駛輔助功能的開發(fā)提供測試環(huán)境。對于無人機平臺,模擬器能模擬無人機在不同飛行高度、姿態(tài)下接收到的 GNSS 信號,考慮到無人機飛行速度快、機動性強的特點,精細調(diào)整信號參數(shù),滿足無人機導航系統(tǒng)在復雜飛行場景下的測試需求。在手持設(shè)備方面,模擬器通過藍牙或 USB 接口與設(shè)備連接,模擬日常出行中用戶手持設(shè)備的導航信號環(huán)境,助力優(yōu)化手機、平板電腦等設(shè)備的導航軟件。GNSS 接收器采用多通道技術(shù),提高信號捕獲效率。室內(nèi)gnss導航模擬器
軟件算法在 GNSS 模擬器中起著智能重心的作用。軌道預測算法根據(jù)衛(wèi)星的開普勒軌道參數(shù)以及攝動模型,精確計算衛(wèi)星在不同時刻的位置和速度,為信號生成提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。信號調(diào)制算法將導航電文、偽隨機碼等信息按照特定的調(diào)制方式加載到載波上,生成符合衛(wèi)星信號特征的模擬信號。誤差模擬算法用于模擬信號傳播過程中的各種誤差,如電離層延遲誤差、對流層延遲誤差、多路徑誤差等,通過數(shù)學模型精確計算并疊加到模擬信號中,以真實反映實際環(huán)境對信號的影響。數(shù)據(jù)融合算法在與其他設(shè)備協(xié)同工作時發(fā)揮重要作用,例如將模擬器生成的衛(wèi)星信號數(shù)據(jù)與慣性測量單元的姿態(tài)數(shù)據(jù)進行融合,輸出綜合的導航信息,為測試接收機的組合導航性能提供數(shù)據(jù)支持。船載型GNSS接收器錄制回放GPS 導航模擬器模擬船舶航海路線,優(yōu)化航海導航方案。
GNSS 模擬器對衛(wèi)星信號的模擬極為精細。在模擬信號頻率方面,需精細匹配不同衛(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測試結(jié)果。調(diào)制方式也至關(guān)重要,除常見的二進制相移鍵控(BPSK)調(diào)制用于生成導航電文外,針對不同衛(wèi)星信號特點,還會采用諸如正交相移鍵控(QPSK)等復雜調(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,以反映真實場景中信號的強弱變化。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,模擬實際環(huán)境中信號受噪聲干擾的情況,讓接收機測試環(huán)境更貼合現(xiàn)實。
航空航天領(lǐng)域?qū)Ш骄群涂煽啃砸髽O高,GNSS 模擬器在此發(fā)揮著關(guān)鍵作用。在飛機導航系統(tǒng)的研發(fā)與測試過程中,模擬器模擬飛機在起飛、巡航、降落等不同飛行階段所接收的衛(wèi)星信號。例如,模擬飛機在進近降落階段,受機場周邊地形、建筑物影響的信號變化情況,以此測試飛機導航系統(tǒng)能否精細引導飛機安全著陸。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)星的導航定位模塊進行多方面測試,確保衛(wèi)星進入太空后,能夠利用 GNSS 信號準確確定軌道和姿態(tài),為航天任務(wù)的順利實施提供保障。GNSS 衛(wèi)星信號模擬器可調(diào)整信號強度,模擬不同距離下的信號接收。
在交通運輸領(lǐng)域,車載 GNSS 接收器為車輛提供實時導航,引導駕駛員規(guī)劃較優(yōu)路線,避免擁堵。航海中,船舶依靠 GNSS 接收器確定航向與位置,保障航行安全。航空方面,飛機利用高精度 GNSS 接收器輔助導航,提高飛行精度與安全性。在戶外運動中,徒步旅行者、登山愛好者借助手持 GNSS 接收器了解自身位置與行進方向,防止迷路。農(nóng)業(yè)領(lǐng)域,農(nóng)用機械配備 GNSS 接收器實現(xiàn)精細作業(yè),如自動駕駛拖拉機依據(jù)定位信息精確播種、施肥,提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率與資源利用率。此外,物流行業(yè)利用 GNSS 接收器實時跟蹤貨物運輸位置,優(yōu)化物流配送管理。GNSS 衛(wèi)星模擬器模擬衛(wèi)星星座布局,研究星座協(xié)同工作機制。LabSatGPS接收器
GNSS 衛(wèi)星信號模擬器調(diào)整信號極化方式,測試接收機兼容性。室內(nèi)gnss導航模擬器
信號輸出與校準環(huán)節(jié):經(jīng)過一系列復雜模擬過程生成的 GNSS 信號,較終要通過特定接口輸出給接收機。模擬器配備多種輸出接口,如射頻輸出接口,直接輸出模擬的射頻信號,可連接到接收機的天線接口。在輸出信號之前,需要進行校準操作。校準過程利用高精度的參考信號源,對模擬器生成信號的頻率、幅度、相位等參數(shù)進行精確測量和調(diào)整。例如,通過與原子鐘參考源對比,校準信號的頻率準確性;通過功率計測量,校準信號的幅度精度。確保輸出的 GNSS 信號在各個參數(shù)上都符合高精度的標準,以提供可靠的測試信號給 GNSS 接收機,保證測試結(jié)果的準確性和可靠性。室內(nèi)gnss導航模擬器