GNSS 模擬器依托高性能硬件構建。其重心信號生成模塊配備了先進的數字信號處理器(DSP),具備強大的運算能力,能夠實時處理復雜的衛星信號生成算法。例如,面對大量衛星軌道數據的快速運算需求,DSP 可高效完成,確保信號生成的及時性與準確性。同時,采用現場可編程門陣列(FPGA)技術,使硬件具備高度的靈活性。研發人員能根據不同的測試需求,靈活配置信號生成流程,快速實現對不同衛星系統信號特征的模擬。高精度的時鐘源也是關鍵硬件組件,像原子鐘提供的超高穩定性時間基準,保障了模擬器生成信號的時間精度,讓多衛星信號間的同步誤差極小,為模擬真實衛星信號環境奠定堅實基礎。GNSS 衛星模擬器模擬衛星在軌運行,輔助航天導航技術研究。理工雷科GPS模擬器錄制回放
動態場景模擬機制: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對信號的影響。它根據設定的運動軌跡,如直線加速、圓周運動、復雜的飛行航線等,實時計算接收機與衛星之間的相對運動速度和距離變化。根據多普勒效應,相對運動速度會導致接收信號的頻率發生偏移,模擬器相應地調整衛星信號的頻率。同時,根據距離變化調整信號傳播延遲,使得模擬信號能夠真實反映接收機在動態場景中接收到的 GNSS 信號特征,滿足對接收機動態性能測試的需求。理工雷科GPS模擬器錄制回放GPS 模擬器模擬真實 GPS 信號環境,用于測試定位設備性能。
GPS 軌跡模擬器通過模擬衛星信號與接收機之間的交互來生成軌跡數據。它首先依據預設的地理位置信息和運動參數,如起點坐標、終點坐標、行進速度、加速度等,構建一個虛擬的運動模型。利用衛星定位原理,將運動過程離散化為一系列時間節點,在每個節點上根據模型計算出對應的模擬 GPS 坐標。例如,以勻加速直線運動為例,根據運動學公式計算不同時刻物體所在位置,轉化為經緯度坐標。這些坐標信息按照 GPS 數據格式進行編碼,生成模擬的 GPS 軌跡數據,如同真實的 GPS 接收機在該運動過程中接收到并記錄的數據一樣,為后續分析和應用提供基礎。
信號功率是 GNSS 射頻模擬器的重要技術指標之一,其輸出功率范圍通常在 - 165dBm 至 - 20dBm 之間,可精確模擬衛星信號在不同傳播距離下的強度變化。頻率穩定度也是關鍵指標,一般要求達到 10?12 量級,確保長時間內輸出信號頻率的穩定性,避免因頻率漂移影響測試精度。通道數量決定了模擬器能夠同時模擬的衛星數量,常見的模擬器可支持 12 至 32 個通道,滿足多衛星系統測試需求。此外,信號切換時間也是考量因素,快速的信號切換時間(如微秒級)能實現不同測試場景的快速切換,提高測試效率。GNSS 軌跡模擬器生成不規則軌跡,模擬野生動物遷徙路徑。
在科研領域,GNSS 模擬器為眾多研究提供有力支持。在地球物理學研究中,利用模擬器可模擬不同地球物理條件下的衛星信號,研究電離層、對流層變化對信號傳播的影響,助力深入了解地球大氣結構與動力學。在天文學研究中,通過模擬衛星信號在星際空間的傳播,探索信號受太陽風、引力場等因素干擾情況,為星際導航研究提供數據支撐。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景的衛星信號數據,用于訓練和驗證新算法,如基于深度學習的定位算法,以提升定位精度和抗干擾能力。GNSS 模擬器還為量子導航等前沿研究提供了地面測試平臺,模擬量子態下衛星信號接收與處理,推動導航技術的創新發展。GNSS 信號模擬器能精確復現衛星信號特征,用于設備校準與優化。理工雷科GPS模擬器錄制回放
GNSS 模擬器通過模擬衛星信號,助力接收機在復雜環境下的性能測試。理工雷科GPS模擬器錄制回放
在消費電子領域,便攜式 GNSS 模擬器備受青睞。這類模擬器體積小巧、便于攜帶,能夠模擬常見的城市、郊區等環境下的 GNSS 信號,用于測試智能手機、智能手表等消費級產品的定位功能,確保產品在不同場景下的定位精度與穩定性。對于汽車行業,車載 GNSS 模擬器是關鍵工具。它不能模擬車輛行駛過程中的動態信號,還可結合汽車電子系統,模擬復雜交通場景,如多車交匯、進出隧道等情況下的信號變化,助力汽車導航系統與自動駕駛輔助系統的研發與測試。航空航天領域則依賴高精度 GNSS 模擬器,此類模擬器能模擬飛機在高空飛行時面臨的信號環境,包括信號弱、干擾復雜等情況,用于測試飛機導航系統的可靠性與準確性。理工雷科GPS模擬器錄制回放