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 信號(hào)模擬器生成弱信號(hào),測(cè)試接收機(jī)靈敏度。室內(nèi)GPS模擬器錄制回放
提升 GNSS 模擬器精度是關(guān)鍵目標(biāo)。在硬件方面,采用更高精度的時(shí)鐘源,如氫原子鐘,其超高的時(shí)間穩(wěn)定性可降低信號(hào)時(shí)間同步誤差。優(yōu)化射頻電路設(shè)計(jì),選用低噪聲放大器、高精度濾波器等組件,減少信號(hào)傳輸過程中的噪聲干擾與失真。在軟件算法上,不斷改進(jìn)軌道預(yù)測(cè)模型,考慮更多的攝動(dòng)因素,如太陽光壓攝動(dòng)、地球潮汐攝動(dòng)等,提高衛(wèi)星軌道模擬精度。對(duì)于誤差模擬算法,利用更精確的大氣模型,如全球電離層圖模型(GIM)、高精度對(duì)流層模型等,減小電離層和對(duì)流層延遲誤差模擬的偏差。此外,通過增加信號(hào)通道數(shù)量,模擬更多衛(wèi)星信號(hào),采用多頻點(diǎn)信號(hào)融合技術(shù),提升定位精度,為高精度應(yīng)用領(lǐng)域提供更可靠的測(cè)試環(huán)境。LABSAT 3GPS導(dǎo)航模擬器錄制回放GPS 軌跡模擬器設(shè)定不同速度模擬,用于運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)分析。
隨著科技發(fā)展,GNSS 模擬器涌現(xiàn)出許多新興應(yīng)用場(chǎng)景。在智能農(nóng)業(yè)領(lǐng)域,利用模擬器可模擬農(nóng)田不同區(qū)域的衛(wèi)星信號(hào)環(huán)境,幫助農(nóng)民優(yōu)化農(nóng)機(jī)自動(dòng)駕駛系統(tǒng)。例如,在山區(qū)農(nóng)田,模擬因地形起伏導(dǎo)致的信號(hào)遮擋情況,測(cè)試農(nóng)機(jī)能否準(zhǔn)確按照預(yù)設(shè)路線進(jìn)行播種、施肥等作業(yè),提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率和精細(xì)度。在虛擬現(xiàn)實(shí)(VR)/ 增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)(AR)導(dǎo)航體驗(yàn)中,GNSS 模擬器模擬用戶在虛擬環(huán)境中的位置變化所對(duì)應(yīng)的衛(wèi)星信號(hào),讓用戶在沉浸式體驗(yàn)中感受真實(shí)的導(dǎo)航定位效果,增強(qiáng)虛擬場(chǎng)景的真實(shí)感與互動(dòng)性。在應(yīng)急救援訓(xùn)練方面,模擬器模擬災(zāi)害現(xiàn)場(chǎng)復(fù)雜的信號(hào)環(huán)境,如地震后的城市廢墟中信號(hào)受阻情況,訓(xùn)練救援人員使用定位設(shè)備進(jìn)行精細(xì)救援,提升應(yīng)急救援能力。
信號(hào)調(diào)制過程:生成的基帶信號(hào)需要經(jīng)過調(diào)制才能模擬真實(shí) GNSS 信號(hào)。常見的調(diào)制方式是二進(jìn)制相移鍵控(BPSK)調(diào)制。在這個(gè)過程中,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 仿真模擬器構(gòu)建虛擬城市,模擬城市導(dǎo)航環(huán)境。
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。GPS 衛(wèi)星信號(hào)模擬器模擬多路徑干擾,檢測(cè)接收機(jī)抗干擾能力。欺騙干擾gnss射頻模擬器廠家
GNSS 衛(wèi)星模擬器模擬衛(wèi)星在軌運(yùn)行,輔助航天導(dǎo)航技術(shù)研究。室內(nèi)GPS模擬器錄制回放
GNSS 射頻模擬器具有諸多明顯特點(diǎn)。其一,頻率覆蓋范圍普遍,能夠涵蓋 GPS、北斗、GLONASS、Galileo 等全球主要衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的工作頻段,如 GPS 的 L1(1575.42MHz)、L2(1227.60MHz)頻段,北斗的 B1I(1561.098MHz)、B2I(1207.14MHz)頻段等,滿足不同系統(tǒng)測(cè)試需求。其二,信號(hào)精度極高,在模擬信號(hào)的幅度、頻率、相位等參數(shù)上,可達(dá)到亞毫米級(jí)的偽距精度和皮秒級(jí)的時(shí)間精度,確保為測(cè)試設(shè)備提供精細(xì)信號(hào)輸入。其三,具備靈活的信號(hào)配置能力,可根據(jù)測(cè)試場(chǎng)景需求,自由設(shè)置衛(wèi)星數(shù)量、信號(hào)強(qiáng)度、多徑效應(yīng)等參數(shù),模擬復(fù)雜多變的信號(hào)環(huán)境。室內(nèi)GPS模擬器錄制回放