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條件下的衛(wèi)星信號傳播情況,研究電離層、對流層變化對信號的影響,進而深入了解地球大氣結(jié)構(gòu)與動力學(xué)。在天文學(xué)研究中,通過模擬衛(wèi)星信號在星際空間的傳播,探索信號受太陽風(fēng)、引力場等因素干擾的規(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景的衛(wèi)星信號數(shù)據(jù),用于訓(xùn)練和驗證新算法,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,推動導(dǎo)航技術(shù)不斷創(chuàng)新發(fā)展。GNSS 導(dǎo)航模擬器模擬飛機飛行軌跡,保障航空導(dǎo)航安全。全頻點信號仿真GPS模擬器廠家
GNSS 模擬器的硬件架構(gòu)是其功能實現(xiàn)的基礎(chǔ)。重心硬件包括信號生成板卡,它集成了高精度的數(shù)字信號處理器(DSP)和現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)。DSP 負責(zé)復(fù)雜的信號運算,依據(jù)衛(wèi)星軌道參數(shù)、時間信息等生成精確的數(shù)字信號;FPGA 則用于靈活配置信號生成流程,實現(xiàn)快速的數(shù)據(jù)處理與信號調(diào)制。射頻模塊也是關(guān)鍵部分,它將數(shù)字信號轉(zhuǎn)換為射頻信號,并對其進行放大、濾波等處理,確保模擬信號能以合適的功率和質(zhì)量輸出。此外,模擬器還配備了高精度的時鐘源,如原子鐘或銣鐘,為信號生成提供精細的時間基準,保證不同衛(wèi)星信號間的時間同步精度,這對于模擬多衛(wèi)星系統(tǒng)協(xié)同工作場景至關(guān)重要。存儲模塊用于存儲大量的衛(wèi)星軌道數(shù)據(jù)、信號特征庫等信息,以便快速調(diào)用生成各類模擬信號。室內(nèi)GNSS接收器GNSS 導(dǎo)航模擬器模擬室內(nèi)導(dǎo)航場景,推動室內(nèi)定位發(fā)展。
GPS 軌跡模擬器通過模擬衛(wèi)星信號與接收機之間的交互來生成軌跡數(shù)據(jù)。它首先依據(jù)預(yù)設(shè)的地理位置信息和運動參數(shù),如起點坐標、終點坐標、行進速度、加速度等,構(gòu)建一個虛擬的運動模型。利用衛(wèi)星定位原理,將運動過程離散化為一系列時間節(jié)點,在每個節(jié)點上根據(jù)模型計算出對應(yīng)的模擬 GPS 坐標。例如,以勻加速直線運動為例,根據(jù)運動學(xué)公式計算不同時刻物體所在位置,轉(zhuǎn)化為經(jīng)緯度坐標。這些坐標信息按照 GPS 數(shù)據(jù)格式進行編碼,生成模擬的 GPS 軌跡數(shù)據(jù),如同真實的 GPS 接收機在該運動過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)。
動態(tài)場景模擬機制:為了測試 GNSS 接收機在不同運動場景下的性能,信號模擬器具備動態(tài)場景模擬能力。對于移動的接收機,如汽車、飛機等,模擬器模擬其運動狀態(tài)對信號的影響。它根據(jù)設(shè)定的運動軌跡,如直線加速、圓周運動、復(fù)雜的飛行航線等,實時計算接收機與衛(wèi)星之間的相對運動速度和距離變化。根據(jù)多普勒效應(yīng),相對運動速度會導(dǎo)致接收信號的頻率發(fā)生偏移,模擬器相應(yīng)地調(diào)整衛(wèi)星信號的頻率。同時,根據(jù)距離變化調(diào)整信號傳播延遲,使得模擬信號能夠真實反映接收機在動態(tài)場景中接收到的 GNSS 信號特征,滿足對接收機動態(tài)性能測試的需求。GNSS 射頻模擬器支持多頻段輸出,適配多種接收機。
信號輸出與校準環(huán)節(jié):經(jīng)過一系列復(fù)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。GPS 衛(wèi)星模擬器模擬衛(wèi)星壽命末期信號,評估系統(tǒng)可靠性。航空GNSS接收器廠家
GPS 信號模擬器添加噪聲干擾,測試接收機抗噪性能。全頻點信號仿真GPS模擬器廠家
定位精度是 GNSS 接收器的重心性能指標。民用接收器精度通常在數(shù)米范圍,而采用差分定位技術(shù)的專業(yè)接收器精度可大幅提升。例如,實時動態(tài)(RTK)差分技術(shù)能使定位精度達厘米級。靈敏度決定接收器接收微弱信號的能力,高靈敏度接收器可在信號受遮擋或干擾環(huán)境下正常工作,如在城市高樓間或室內(nèi)部分場景。更新率表示接收器每秒輸出定位信息的次數(shù),高更新率(如 10Hz 以上)適用于高速移動目標,能及時反饋位置變化,確保動態(tài)定位的準確性。功耗也是重要指標,對于依賴電池供電的便攜式設(shè)備,低功耗接收器可延長設(shè)備續(xù)航時間。全頻點信號仿真GPS模擬器廠家