GNSS 模擬器具備多項獨特技術特點。首先是高精度信號生成能力,能夠精確模擬衛星信號的載波相位、偽距等參數,誤差可控制在極小范圍內,滿足不錯科研及軍方領域對高精度測試的需求。其次,其靈活性強,可通過軟件設置模擬不同衛星系統,如 GPS、北斗、GLONASS 等,還能隨意組合衛星信號,模擬全球任意地點、任意時間的衛星分布情況。再者,模擬器支持多通道并行模擬,能同時輸出多個衛星信號通道,真實模擬實際接收環境中多顆衛星信號同時存在的場景。另外,具備復雜環境模擬功能,如模擬信號多路徑傳播、電離層和對流層延遲等干擾,為接收機在復雜環境下的性能測試提供有效手段。GNSS 仿真模擬器構建虛擬城市,模擬城市導航環境。北斗gnss衛星信號模擬器
GNSS 射頻模擬器的工作基于對衛星信號傳播過程的精確模擬。首先,它依據衛星軌道模型,精確計算不同時刻衛星的空間位置,這涉及復雜的天體力學算法,確保模擬衛星位置與真實情況高度契合。隨后,根據衛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,運用相應的物理模型進行修正。例如,通過 Klobuchar 模型處理電離層延遲,利用 Saastamoinen 模型計算對流層延遲。接著,生成衛星發射的偽隨機噪聲(PRN)碼序列,每個衛星對應獨特的碼序列。較后,將攜帶衛星位置、時間信息以及 PRN 碼的基帶信號,通過調制技術加載到射頻載波上,輸出模擬的 GNSS 射頻信號,完整模擬衛星信號從太空到地面的傳播路徑。北斗gnss仿真模擬器供應商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。
提升 GNSS 模擬器精度是關鍵目標。在硬件方面,采用更高精度的時鐘源,如氫原子鐘,其超高的時間穩定性可降低信號時間同步誤差。優化射頻電路設計,選用低噪聲放大器、高精度濾波器等組件,減少信號傳輸過程中的噪聲干擾與失真。在軟件算法上,不斷改進軌道預測模型,考慮更多的攝動因素,如太陽光壓攝動、地球潮汐攝動等,提高衛星軌道模擬精度。對于誤差模擬算法,利用更精確的大氣模型,如全球電離層圖模型(GIM)、高精度對流層模型等,減小電離層和對流層延遲誤差模擬的偏差。此外,通過增加信號通道數量,模擬更多衛星信號,采用多頻點信號融合技術,提升定位精度,為高精度應用領域提供更可靠的測試環境。
按用途劃分,消費級 GNSS 接收器普遍應用于智能手機、車載導航儀等設備。這類接收器成本較低,定位精度一般在 5 - 10 米,能滿足日常出行導航需求。專業級接收器常用于測繪、地質勘探等領域,其定位精度可達厘米級甚至毫米級,配備高性能天線與信號處理芯片,可在復雜環境下穩定工作。從接收信號類型看,單頻接收器接收單一頻率信號,成本低但受電離層影響大;雙頻或多頻接收器能接收多個頻率信號,通過對比不同頻率信號的傳播延遲,有效校正電離層誤差,提高定位精度,常用于對精度要求嚴苛的應用場景。GNSS 軌跡模擬器生成曲線軌跡,模擬車輛轉彎路徑。
GPS 軌跡模擬器常與地理信息系統(GIS)集成,將模擬軌跡直觀地展示在詳細的地圖背景上,借助 GIS 強大的空間分析功能,對軌跡進行空間查詢、分析軌跡與地理要素的關系等。它還可與車輛自動駕駛系統集成,模擬各種路況下的車輛行駛軌跡,為自動駕駛算法的訓練和測試提供大量數據,幫助優化自動駕駛決策模型。在智能安防領域,與監控系統集成,通過模擬人員或物體的移動軌跡,測試安防系統對異常軌跡的監測和預警能力,提升安防系統的智能化水平。GNSS 導航模擬器模擬山區導航場景,改善山區定位精度。北斗gnss衛星信號模擬器
GPS 導航模擬器模擬校園導航場景,方便師生出行。北斗gnss衛星信號模擬器
信號輸出與校準環節:經過一系列復雜模擬過程生成的 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、相位等參數進行精確測量和調整。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,保證測試結果的準確性和可靠性。北斗gnss衛星信號模擬器