農業生產正朝著智能化、精細化方向發展,GNSS 模擬器在其中貢獻明顯。在精細農業中,農民使用搭載 GNSS 接收機的農機設備進行作業,GNSS 模擬器可模擬農田不同位置的衛星信號環境。比如在農田中有高大樹木或建筑物的區域,模擬信號遮擋情況,測試農機自動駕駛系統能否準確按照預設路線進行播種、施肥、灌溉等作業。通過模擬測試,優化農機設備的導航算法,提高農機作業的精度,避免因定位偏差導致的資源浪費,實現精細投入,提高農作物產量與質量,推動農業現代化進程。GPS 導航模擬器模擬校園導航場景,方便師生出行。GPS接收器
GNSS 模擬器的硬件架構是其功能實現的基礎。重心硬件包括信號生成板卡,它集成了高精度的數字信號處理器(DSP)和現場可編程門陣列(FPGA)。DSP 負責復雜的信號運算,依據衛星軌道參數、時間信息等生成精確的數字信號;FPGA 則用于靈活配置信號生成流程,實現快速的數據處理與信號調制。射頻模塊也是關鍵部分,它將數字信號轉換為射頻信號,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,保證不同衛星信號間的時間同步精度,這對于模擬多衛星系統協同工作場景至關重要。存儲模塊用于存儲大量的衛星軌道數據、信號特征庫等信息,以便快速調用生成各類模擬信號。室內GNSS模擬器廠家GNSS 衛星模擬器模擬衛星星座布局,研究星座協同工作機制。
GNSS 導航模擬器具備良好的用戶平臺適配性。針對車載平臺,模擬器可與汽車的 CAN 總線連接,將模擬的 GNSS 信號與汽車的車速、轉向等信息融合,模擬車輛在行駛過程中的導航狀態,為車載導航系統的升級與自動駕駛輔助功能的開發提供測試環境。對于無人機平臺,模擬器能模擬無人機在不同飛行高度、姿態下接收到的 GNSS 信號,考慮到無人機飛行速度快、機動性強的特點,精細調整信號參數,滿足無人機導航系統在復雜飛行場景下的測試需求。在手持設備方面,模擬器通過藍牙或 USB 接口與設備連接,模擬日常出行中用戶手持設備的導航信號環境,助力優化手機、平板電腦等設備的導航軟件。
自動駕駛汽車依賴精細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階段,利用 GNSS 模擬器可在實驗室環境下模擬各種道路場景的衛星信號。例如,模擬車輛在高速公路上行駛時的開闊天空信號環境,測試自動駕駛系統的正常定位與導航功能;模擬車輛進入城市街道時,因高樓遮擋導致的信號丟失、多路徑干擾等情況,檢驗自動駕駛系統在復雜環境下的應對能力。通過在不同場景下反復測試,汽車制造商能優化自動駕駛算法,提高車輛在真實道路上面對各種 GNSS 信號狀況時的可靠性與安全性,確保自動駕駛技術在投入實際應用前經過充分驗證。GNSS 軌跡模擬器生成曲線軌跡,模擬車輛轉彎路徑。
GNSS 接收器工作時,首要步驟是捕獲衛星信號。它通過搜索特定頻段,如 GPS 的 L1、L2 頻段,北斗的 B1、B2 頻段等,識別出衛星發射的偽隨機噪聲(PRN)碼。一旦捕獲到信號,便進入跟蹤階段,持續鎖定衛星信號,確保穩定接收。在解算環節,接收器利用接收到的多個衛星信號的時間延遲,結合衛星軌道信息,運用三角測量原理計算自身位置。例如,通過測量信號從三顆衛星傳播到接收器的時間差,確定以衛星為球心、傳播距離為半徑的三個球面,其交點即為接收器位置。同時,接收器還能根據信號頻率的多普勒頻移計算速度,依據時間信息實現時鐘同步。GNSS 衛星信號模擬器調整信號極化方式,測試接收機兼容性。欺騙干擾gnss導航模擬器供應商
GNSS 模擬器模擬動態場景,測試接收機跟蹤性能。GPS接收器
信號傳播模型構建:為了模擬信號從衛星到接收機的真實傳播過程,GNSS 信號模擬器構建了復雜的傳播模型。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生折射,導致信號傳播路徑變長,模擬器通過特定的數學模型,根據太陽活動、時間、地理位置等參數計算電離層延遲量,并相應地調整信號傳播時間。還有對流層延遲,它受大氣溫度、濕度和壓力等影響,模擬器利用經驗公式,結合實時氣象數據來模擬對流層延遲對信號的影響。此外,還考慮了多徑效應,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。GPS接收器