信號傳播模型構(gòu)建:為了模擬信號從衛(wèi)星到接收機(jī)的真實(shí)傳播過程,GNSS 信號模擬器構(gòu)建了復(fù)雜的傳播模型。它考慮了多種影響信號傳播的因素,如電離層延遲。由于電離層中的自由電子會對信號產(chǎn)生折射,導(dǎo)致信號傳播路徑變長,模擬器通過特定的數(shù)學(xué)模型,根據(jù)太陽活動、時間、地理位置等參數(shù)計(jì)算電離層延遲量,并相應(yīng)地調(diào)整信號傳播時間。還有對流層延遲,它受大氣溫度、濕度和壓力等影響,模擬器利用經(jīng)驗(yàn)公式,結(jié)合實(shí)時氣象數(shù)據(jù)來模擬對流層延遲對信號的影響。此外,還考慮了多徑效應(yīng),模擬信號在建筑物、地形等物體表面反射后,多條路徑信號疊加對接收信號的干擾。GNSS 模擬器模擬動態(tài)場景,測試接收機(jī)跟蹤性能。便攜式GNSS模擬器
自動駕駛汽車依賴精細(xì)的定位信息來安全行駛,GNSS 模擬器在自動駕駛測試中不可或缺。在自動駕駛汽車研發(fā)階段,利用 GNSS 模擬器可在實(shí)驗(yàn)室環(huán)境下模擬各種道路場景的衛(wèi)星信號。例如,模擬車輛在高速公路上行駛時的開闊天空信號環(huán)境,測試自動駕駛系統(tǒng)的正常定位與導(dǎo)航功能;模擬車輛進(jìn)入城市街道時,因高樓遮擋導(dǎo)致的信號丟失、多路徑干擾等情況,檢驗(yàn)自動駕駛系統(tǒng)在復(fù)雜環(huán)境下的應(yīng)對能力。通過在不同場景下反復(fù)測試,汽車制造商能優(yōu)化自動駕駛算法,提高車輛在真實(shí)道路上面對各種 GNSS 信號狀況時的可靠性與安全性,確保自動駕駛技術(shù)在投入實(shí)際應(yīng)用前經(jīng)過充分驗(yàn)證。車載式GPS軌跡模擬器供應(yīng)商GNSS 仿真模擬器利用人工智能,智能生成模擬場景。
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(jì)算不同時刻衛(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)星位置確定信號傳播延遲,考慮到信號在電離層、對流層中的傳播影響,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,每個衛(wèi)星對應(yīng)獨(dú)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(diào)制技術(shù)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。
GNSS 模擬器對衛(wèi)星信號的模擬極為精細(xì)。在模擬信號頻率方面,需精細(xì)匹配不同衛(wèi)星系統(tǒng)的載波頻率,像 GPS 的 L1、L2 頻段,北斗的 B1、B2 等頻段,微小的頻率偏差都會影響接收機(jī)測試結(jié)果。調(diào)制方式也至關(guān)重要,除常見的二進(jìn)制相移鍵控(BPSK)調(diào)制用于生成導(dǎo)航電文外,針對不同衛(wèi)星信號特點(diǎn),還會采用諸如正交相移鍵控(QPSK)等復(fù)雜調(diào)制。信號的幅度模擬同樣關(guān)鍵,要依據(jù)衛(wèi)星與接收機(jī)的距離、信號傳播損耗等因素,精確設(shè)定模擬信號幅度,以反映真實(shí)場景中信號的強(qiáng)弱變化。此外,對信號噪聲的模擬也不可或缺,通過添加高斯白噪聲等方式,模擬實(shí)際環(huán)境中信號受噪聲干擾的情況,讓接收機(jī)測試環(huán)境更貼合現(xiàn)實(shí)。GNSS 發(fā)生器具備高精度時鐘,保障信號時間準(zhǔn)確性。
:實(shí)現(xiàn) GPS 軌跡模擬器涉及多項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)。在算法方面,運(yùn)用運(yùn)動學(xué)算法精確計(jì)算軌跡坐標(biāo),結(jié)合地圖投影算法將地理坐標(biāo)轉(zhuǎn)換為屏幕坐標(biāo)以便可視化展示。圖形渲染技術(shù)用于在地圖上直觀呈現(xiàn)軌跡,通過優(yōu)化渲染算法提高繪制效率和圖形質(zhì)量。數(shù)據(jù)存儲與管理技術(shù)也不可或缺,高效存儲大量模擬軌跡數(shù)據(jù),并能快速檢索和調(diào)用,為數(shù)據(jù)分析和多場景模擬提供保障。同時,與真實(shí) GPS 信號相似性的模擬技術(shù),使生成的軌跡數(shù)據(jù)在信號特征上更接近真實(shí)情況,提高模擬的可靠性。GPS 導(dǎo)航模擬器模擬越野路況,提升戶外導(dǎo)航體驗(yàn)。車載式GPS軌跡模擬器供應(yīng)商
GNSS 射頻模擬器采用先進(jìn)芯片,提升信號處理速度。便攜式GNSS模擬器
除了基礎(chǔ)的導(dǎo)航信號模擬,GNSS 導(dǎo)航模擬器還具備多種拓展功能。一些模擬器支持多系統(tǒng)聯(lián)合模擬,不能同時模擬 GPS、北斗、GLONASS 等多個衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的信號,還能模擬不同系統(tǒng)信號之間的相互干擾與協(xié)同工作情況,為多系統(tǒng)融合導(dǎo)航設(shè)備的研發(fā)提供多方面測試。部分模擬器具備信號干擾模擬功能,可生成窄帶干擾、寬帶干擾等多種干擾信號,與正常 GNSS 信號疊加,測試接收機(jī)在干擾環(huán)境下的抗干擾能力與定位穩(wěn)定性。此外,有的模擬器還能模擬時間同步信號,用于測試對時間精度要求極高的應(yīng)用場景,如電力系統(tǒng)的時間同步設(shè)備。便攜式GNSS模擬器