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。GNSS 衛(wèi)星信號(hào)模擬器調(diào)整信號(hào)編碼，測(cè)試接收機(jī)解碼能力。LabSat 信號(hào)模擬器

GNSS 導(dǎo)航模擬器能夠創(chuàng)建豐富多樣的導(dǎo)航場(chǎng)景。在城市環(huán)境模擬中，它可精細(xì)模擬高樓林立導(dǎo)致的信號(hào)遮擋與多徑效應(yīng)，通過構(gòu)建詳細(xì)的城市三維地圖，依據(jù)建筑物布局計(jì)算信號(hào)傳播路徑，讓接收機(jī)體驗(yàn)到在城市街道中定位時(shí)信號(hào)的復(fù)雜變化，助力優(yōu)化城市環(huán)境下的導(dǎo)航算法。對(duì)于山區(qū)場(chǎng)景，模擬器根據(jù)地形起伏模擬信號(hào)受山體阻擋、反射的情況，為山區(qū)探險(xiǎn)設(shè)備、森林防火監(jiān)測(cè)設(shè)備等的導(dǎo)航性能測(cè)試提供真實(shí)環(huán)境模擬。在海洋場(chǎng)景下，模擬器考慮到開闊水域中信號(hào)傳播相對(duì)穩(wěn)定但受電離層和對(duì)流層影響較大的特點(diǎn)，結(jié)合海洋氣象數(shù)據(jù)模擬信號(hào)變化，滿足船舶導(dǎo)航系統(tǒng)的測(cè)試需求。LabSat 信號(hào)模擬器GPS 模擬器模擬隧道內(nèi)信號(hào)，測(cè)試定位設(shè)備適應(yīng)性。

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。

在科研領(lǐng)域，GNSS 模擬器為眾多研究提供有力支持。在地球物理學(xué)研究中，利用模擬器可模擬不同地球物理?xiàng)l件下的衛(wèi)星信號(hào)，研究電離層、對(duì)流層變化對(duì)信號(hào)傳播的影響，助力深入了解地球大氣結(jié)構(gòu)與動(dòng)力學(xué)。在天文學(xué)研究中，通過模擬衛(wèi)星信號(hào)在星際空間的傳播，探索信號(hào)受太陽風(fēng)、引力場(chǎng)等因素干擾情況，為星際導(dǎo)航研究提供數(shù)據(jù)支撐。在新型定位算法研究方面，科研人員借助模擬器生成大量不同場(chǎng)景的衛(wèi)星信號(hào)數(shù)據(jù)，用于訓(xùn)練和驗(yàn)證新算法，如基于深度學(xué)習(xí)的定位算法，以提升定位精度和抗干擾能力。GNSS 模擬器還為量子導(dǎo)航等前沿研究提供了地面測(cè)試平臺(tái)，模擬量子態(tài)下衛(wèi)星信號(hào)接收與處理，推動(dòng)導(dǎo)航技術(shù)的創(chuàng)新發(fā)展。GPS 模擬器模擬真實(shí) GPS 信號(hào)環(huán)境，用于測(cè)試定位設(shè)備性能。

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 導(dǎo)航模擬器模擬校園導(dǎo)航場(chǎng)景，方便師生出行。LabSat 信號(hào)模擬器

GPS 信號(hào)模擬器生成弱信號(hào)，測(cè)試接收機(jī)靈敏度。LabSat 信號(hào)模擬器

一體式 GNSS 模擬器將信號(hào)生成、處理、控制等功能集成在一個(gè)設(shè)備中，體積緊湊，便于攜帶與使用。其內(nèi)部硬件協(xié)同工作，用戶只需通過簡(jiǎn)單的操作界面即可完成信號(hào)模擬設(shè)置，適合在現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試、野外作業(yè)等場(chǎng)景使用。分布式 GNSS 模擬器則由多個(gè)模塊組成，如信號(hào)生成模塊、信號(hào)處理模塊、控制模塊等，這些模塊通過網(wǎng)絡(luò)或特用總線連接。這種架構(gòu)靈活性強(qiáng)，用戶可根據(jù)需求靈活配置不同模塊，適用于大規(guī)模、復(fù)雜的測(cè)試環(huán)境，如大型實(shí)驗(yàn)室中多接收機(jī)同時(shí)測(cè)試，或?qū)Σ煌愋?GNSS 信號(hào)進(jìn)行分布式模擬的場(chǎng)景。LabSat 信號(hào)模擬器