單系統(tǒng) GNSS 模擬器專注于模擬某一種衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的信號(hào),比如模擬 GPS 信號(hào)的模擬器。它適用于那些只針對(duì)單一衛(wèi)星系統(tǒng)進(jìn)行研發(fā)或應(yīng)用的場(chǎng)景,如早期一些依賴 GPS 定位的特定行業(yè)設(shè)備。多系統(tǒng) GNSS 模擬器則可同時(shí)模擬多種衛(wèi)星系統(tǒng)信號(hào),像 GPS、北斗、GLONASS 和 Galileo 等。這種類型的模擬器優(yōu)勢(shì)明顯,能為用戶提供更豐富的衛(wèi)星信號(hào)資源,提高定位精度與可靠性,普遍應(yīng)用于需要高精度定位的領(lǐng)域,如測(cè)繪、自動(dòng)駕駛等,使設(shè)備在不同衛(wèi)星系統(tǒng)信號(hào)組合下都能進(jìn)行性能測(cè)試與優(yōu)化。GNSS 接收器增加抗干擾模塊,適應(yīng)復(fù)雜電磁環(huán)境。航空GNSS接收器
GNSS 模擬器可分為射頻(RF)模擬器和中頻(IF)模擬器。射頻模擬器直接生成與真實(shí) GNSS 衛(wèi)星發(fā)射頻率相同的射頻信號(hào),通常涵蓋 GPS L1、L2、L5 頻段,以及北斗、GLONASS 等其他系統(tǒng)對(duì)應(yīng)頻段。其優(yōu)勢(shì)在于能直接模擬衛(wèi)星信號(hào)在空中傳播后的真實(shí)狀態(tài),無(wú)需接收機(jī)進(jìn)行額外的下變頻處理,適用于對(duì)接收機(jī)前端射頻性能測(cè)試,如天線性能、射頻濾波器效果評(píng)估等。而中頻模擬器輸出的是經(jīng)過(guò)下變頻后的中頻信號(hào),頻率一般在幾百兆赫茲以下。這種類型便于進(jìn)行信號(hào)處理算法的測(cè)試與驗(yàn)證,因?yàn)橹蓄l信號(hào)更易于被數(shù)字信號(hào)處理設(shè)備采集和分析,開(kāi)發(fā)人員可專注于研究信號(hào)解算、定位算法等重心功能。車(chē)載式gnss軌跡模擬器廠家GNSS 模擬器模擬動(dòng)態(tài)場(chǎng)景,測(cè)試接收機(jī)跟蹤性能。
信號(hào)調(diào)制過(guò)程:生成的基帶信號(hào)需要經(jīng)過(guò)調(diào)制才能模擬真實(shí) GNSS 信號(hào)。常見(jiàn)的調(diào)制方式是二進(jìn)制相移鍵控(BPSK)調(diào)制。在這個(gè)過(guò)程中,將基帶信號(hào)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(lái)表示基帶信號(hào)中的 “0” 和 “1”。比如,當(dāng)基帶信號(hào)為 “0” 時(shí),載波相位不變;當(dāng)基帶信號(hào)為 “1” 時(shí),載波相位翻轉(zhuǎn) 180 度。通過(guò)這種調(diào)制方式,把低頻的基帶信號(hào)轉(zhuǎn)換為高頻的射頻信號(hào),使其能夠在空氣中遠(yuǎn)距離傳播,并且符合 GNSS 信號(hào)在空中傳播的特性,便于后續(xù)被 GNSS 接收機(jī)接收和解調(diào)。
GNSS 導(dǎo)航模擬器具備良好的用戶平臺(tái)適配性。針對(duì)車(chē)載平臺(tái),模擬器可與汽車(chē)的 CAN 總線連接,將模擬的 GNSS 信號(hào)與汽車(chē)的車(chē)速、轉(zhuǎn)向等信息融合,模擬車(chē)輛在行駛過(guò)程中的導(dǎo)航狀態(tài),為車(chē)載導(dǎo)航系統(tǒng)的升級(jí)與自動(dòng)駕駛輔助功能的開(kāi)發(fā)提供測(cè)試環(huán)境。對(duì)于無(wú)人機(jī)平臺(tái),模擬器能模擬無(wú)人機(jī)在不同飛行高度、姿態(tài)下接收到的 GNSS 信號(hào),考慮到無(wú)人機(jī)飛行速度快、機(jī)動(dòng)性強(qiáng)的特點(diǎn),精細(xì)調(diào)整信號(hào)參數(shù),滿足無(wú)人機(jī)導(dǎo)航系統(tǒng)在復(fù)雜飛行場(chǎng)景下的測(cè)試需求。在手持設(shè)備方面,模擬器通過(guò)藍(lán)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(dǎo)航信號(hào)環(huán)境,助力優(yōu)化手機(jī)、平板電腦等設(shè)備的導(dǎo)航軟件。GPS 發(fā)生器提供穩(wěn)定頻率 GPS 信號(hào),保障定位穩(wěn)定。
科研工作中,GNSS 模擬器為眾多研究提供了重要支撐。在地球物理學(xué)研究方面,科研人員利用模擬器模擬不同地球物理?xiàng)l件下的衛(wèi)星信號(hào)傳播情況,研究電離層、對(duì)流層變化對(duì)信號(hào)的影響,進(jìn)而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(guò)模擬衛(wèi)星信號(hào)在星際空間的傳播,探索信號(hào)受太陽(yáng)風(fēng)、引力場(chǎng)等因素干擾的規(guī)律,為星際導(dǎo)航研究提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。在新型定位算法研發(fā)中,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,提升定位精度和抗干擾能力,推動(dòng)導(dǎo)航技術(shù)不斷創(chuàng)新發(fā)展。GPS 導(dǎo)航模擬器模擬船舶航海路線,優(yōu)化航海導(dǎo)航方案。LABSAT 3GPS接收器
GNSS 軌跡模擬器依據(jù)設(shè)定參數(shù)生成多樣軌跡,為運(yùn)動(dòng)分析提供數(shù)據(jù)。航空GNSS接收器
GPS 軌跡模擬器通過(guò)模擬衛(wèi)星信號(hào)與接收機(jī)之間的交互來(lái)生成軌跡數(shù)據(jù)。它首先依據(jù)預(yù)設(shè)的地理位置信息和運(yùn)動(dòng)參數(shù),如起點(diǎn)坐標(biāo)、終點(diǎn)坐標(biāo)、行進(jìn)速度、加速度等,構(gòu)建一個(gè)虛擬的運(yùn)動(dòng)模型。利用衛(wèi)星定位原理,將運(yùn)動(dòng)過(guò)程離散化為一系列時(shí)間節(jié)點(diǎn),在每個(gè)節(jié)點(diǎn)上根據(jù)模型計(jì)算出對(duì)應(yīng)的模擬 GPS 坐標(biāo)。例如,以勻加速直線運(yùn)動(dòng)為例,根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式計(jì)算不同時(shí)刻物體所在位置,轉(zhuǎn)化為經(jīng)緯度坐標(biāo)。這些坐標(biāo)信息按照 GPS 數(shù)據(jù)格式進(jìn)行編碼,生成模擬的 GPS 軌跡數(shù)據(jù),如同真實(shí)的 GPS 接收機(jī)在該運(yùn)動(dòng)過(guò)程中接收到并記錄的數(shù)據(jù)一樣,為后續(xù)分析和應(yīng)用提供基礎(chǔ)。航空GNSS接收器