GNSS 模擬器能靈活調整信號特性。在信號頻率方面,可精確設置不同衛(wèi)星系統(tǒng)的載波頻率,如 GPS 的 L1、L2 頻段,北斗的 B1、B2、B3 頻段等,滿足對不同頻段信號測試的需求。信號幅度也能根據(jù)實際場景需求進行靈活調節(jié),模擬衛(wèi)星與接收機距離變化導致的信號強度改變。調制方式更是多樣,除常見的二進制相移鍵控(BPSK)外,還支持正交相移鍵控(QPSK)、二進制偏移載波(BOC)等復雜調制方式,用戶可根據(jù)特定衛(wèi)星信號特征選擇合適的調制方式,實現(xiàn)對不同衛(wèi)星信號的精細模擬與測試。GPS 發(fā)生器輸出多頻 GPS 信號,滿足高精度定位需求。車載GNSS接收器
信號調制過程:生成的基帶信號需要經過調制才能模擬真實 GNSS 信號。常見的調制方式是二進制相移鍵控(BPSK)調制。在這個過程中,將基帶信號的信息加載到高頻載波上。具體而言,利用載波的相位變化來表示基帶信號中的 “0” 和 “1”。比如,當基帶信號為 “0” 時,載波相位不變;當基帶信號為 “1” 時,載波相位翻轉 180 度。通過這種調制方式,把低頻的基帶信號轉換為高頻的射頻信號,使其能夠在空氣中遠距離傳播,并且符合 GNSS 信號在空中傳播的特性,便于后續(xù)被 GNSS 接收機接收和解調。航海GPS衛(wèi)星模擬器錄制回放GNSS 射頻模擬器輸出高精度射頻信號,用于接收機前端測試。
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,精確計算不同時刻衛(wèi)星的空間位置,這涉及復雜的天體力學算法,確保模擬衛(wèi)星位置與真實情況高度契合。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,運用相應的物理模型進行修正。例如,通過 Klobuchar 模型處理電離層延遲,利用 Saastamoinen 模型計算對流層延遲。接著,生成衛(wèi)星發(fā)射的偽隨機噪聲(PRN)碼序列,每個衛(wèi)星對應獨特的碼序列。較后,將攜帶衛(wèi)星位置、時間信息以及 PRN 碼的基帶信號,通過調制技術加載到射頻載波上,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。
單系統(tǒng) GNSS 模擬器專注于模擬某一種衛(wèi)星導航系統(tǒng)的信號,比如模擬 GPS 信號的模擬器。它適用于那些只針對單一衛(wèi)星系統(tǒng)進行研發(fā)或應用的場景,如早期一些依賴 GPS 定位的特定行業(yè)設備。多系統(tǒng) GNSS 模擬器則可同時模擬多種衛(wèi)星系統(tǒng)信號,像 GPS、北斗、GLONASS 和 Galileo 等。這種類型的模擬器優(yōu)勢明顯,能為用戶提供更豐富的衛(wèi)星信號資源,提高定位精度與可靠性,普遍應用于需要高精度定位的領域,如測繪、自動駕駛等,使設備在不同衛(wèi)星系統(tǒng)信號組合下都能進行性能測試與優(yōu)化。GNSS 導航模擬器模擬山區(qū)導航場景,改善山區(qū)定位精度。
農業(yè)生產正朝著智能化、精細化方向發(fā)展,GNSS 模擬器在其中貢獻明顯。在精細農業(yè)中,農民使用搭載 GNSS 接收機的農機設備進行作業(yè),GNSS 模擬器可模擬農田不同位置的衛(wèi)星信號環(huán)境。比如在農田中有高大樹木或建筑物的區(qū)域,模擬信號遮擋情況,測試農機自動駕駛系統(tǒng)能否準確按照預設路線進行播種、施肥、灌溉等作業(yè)。通過模擬測試,優(yōu)化農機設備的導航算法,提高農機作業(yè)的精度,避免因定位偏差導致的資源浪費,實現(xiàn)精細投入,提高農作物產量與質量,推動農業(yè)現(xiàn)代化進程。GPS 導航模擬器模擬越野路況,提升戶外導航體驗。欺騙干擾GPS導航模擬器錄制回放
GNSS 導航模擬器模擬飛機飛行軌跡,保障航空導航安全。車載GNSS接收器
GNSS 模擬器通過生成模擬的衛(wèi)星信號來仿真真實的全球導航衛(wèi)星系統(tǒng)環(huán)境。其重心在于依據(jù)衛(wèi)星軌道模型、信號傳播模型等數(shù)學模型,精確計算衛(wèi)星在不同時刻的位置及信號特征。在計算出衛(wèi)星位置后,模擬器會按照特定的編碼方式,如 GPS 的 C/A 碼或更復雜的加密碼,對載波信號進行調制,以模擬衛(wèi)星發(fā)射的實際信號。這些模擬信號經放大、濾波等處理后,可輸出至接收設備。無論是用于測試 GNSS 接收機在開闊天空下的定位精度,還是模擬在城市峽谷、森林等復雜環(huán)境中的信號接收情況,GNSS 模擬器都能通過靈活設置參數(shù),為接收機提供逼真的測試信號,幫助工程師深入了解接收機性能。車載GNSS接收器