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,它依據衛(wèi)星軌道模型,精確計算不同時刻衛(wèi)星的空間位置,這涉及復雜的天體力學算法,確保模擬衛(wèi)星位置與真實情況高度契合。隨后,根據衛(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(wèi)星發(fā)射的偽隨機噪聲(PRN)碼序列,每個衛(wèi)星對應獨特的碼序列。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(wèi)星信號從太空到地面的傳播路徑。GNSS 模擬器通過模擬衛(wèi)星信號,助力接收機在復雜環(huán)境下的性能測試。船載型GNSS模擬器
該模擬器在環(huán)境模擬方面表現(xiàn)不錯。對于信號傳播過程中的關鍵影響因素,如電離層和對流層對信號的延遲,能通過高精度的大氣模型進行精確模擬。利用全球電離層圖模型(GIM),可準確反映不同時間、地點的電離層變化對信號的影響。在模擬多路徑效應時,根據周圍環(huán)境的反射特性,如建筑物、地形等的反射系數,精確模擬信號經多次反射后到達接收機的路徑與強度,使接收機在實驗室環(huán)境中就能經歷與真實復雜環(huán)境極為相似的信號接收狀況,為接收機在復雜環(huán)境下的性能評估提供可靠依據。車載式GNSS接收器錄制回放GNSS 仿真模擬器運用虛擬現(xiàn)實技術,模擬逼真導航場景。
單系統(tǒng) GNSS 模擬器專注于模擬某一種衛(wèi)星導航系統(tǒng)的信號,比如模擬 GPS 信號的模擬器。它適用于那些只針對單一衛(wèi)星系統(tǒng)進行研發(fā)或應用的場景,如早期一些依賴 GPS 定位的特定行業(yè)設備。多系統(tǒng) GNSS 模擬器則可同時模擬多種衛(wèi)星系統(tǒng)信號,像 GPS、北斗、GLONASS 和 Galileo 等。這種類型的模擬器優(yōu)勢明顯,能為用戶提供更豐富的衛(wèi)星信號資源,提高定位精度與可靠性,普遍應用于需要高精度定位的領域,如測繪、自動駕駛等,使設備在不同衛(wèi)星系統(tǒng)信號組合下都能進行性能測試與優(yōu)化。
在全球范圍內,GNSS 模擬器市場競爭較為激烈。國外有名廠商如思博倫(Spirent)、羅德與施瓦茨(R&S)憑借長期技術積累與品牌優(yōu)勢,占據不錯市場主導地位。它們的產品在精度、功能豐富度上表現(xiàn)不錯,普遍應用于軍方、航天等關鍵領域。國內廠商近年來發(fā)展迅速,像北斗星通等企業(yè),依托國內北斗衛(wèi)星系統(tǒng)發(fā)展機遇,不斷推出具有性價比優(yōu)勢的產品,在中低端市場具有較強競爭力,并且逐步向不錯市場滲透。此外,一些新興科技企業(yè)也在通過創(chuàng)新技術,如基于云計算的模擬器服務等,試圖在市場中開辟新賽道。隨著市場需求不斷增長,尤其是自動駕駛、物聯(lián)網等新興領域對高精度定位測試需求的爆發(fā),各廠商不斷加大研發(fā)投入,競爭將愈發(fā)激烈,推動產品持續(xù)升級。GNSS 信號模擬器模擬信號中斷場景,測試接收機恢復能力。
與其他設備協(xié)同工作解析:GNSS 射頻模擬器常與 GNSS 接收機協(xié)同工作,用于接收機的性能測試。模擬器輸出模擬信號,接收機接收并處理信號,通過對比接收機輸出的定位結果與模擬器預設的真實位置信息,評估接收機的定位精度、靈敏度等性能指標。它還可與信號分析儀配合,對模擬器輸出信號進行深入分析。信號分析儀能檢測信號的頻譜特性、調制質量等,幫助技術人員優(yōu)化模擬器的信號生成參數,確保輸出信號的準確性。在一些復雜測試場景中,模擬器還可與轉臺等設備協(xié)同,模擬接收機在不同姿態(tài)下接收到的 GNSS 信號,多方面測試接收機在動態(tài)環(huán)境中的性能。GPS 信號模擬器生成弱信號,測試接收機靈敏度。欺騙干擾gnss衛(wèi)星模擬器錄制回放
GPS 發(fā)生器生成穩(wěn)定 GPS 信號,為基礎定位應用提供支持。船載型GNSS模擬器
GNSS 模擬器對衛(wèi)星信號的模擬極為精細。在模擬信號頻率方面,需精細匹配不同衛(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測試結果。調制方式也至關重要,除常見的二進制相移鍵控(BPSK)調制用于生成導航電文外,針對不同衛(wèi)星信號特點,還會采用諸如正交相移鍵控(QPSK)等復雜調制。信號的幅度模擬同樣關鍵,要依據衛(wèi)星與接收機的距離、信號傳播損耗等因素,精確設定模擬信號幅度,以反映真實場景中信號的強弱變化。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,模擬實際環(huán)境中信號受噪聲干擾的情況,讓接收機測試環(huán)境更貼合現(xiàn)實。船載型GNSS模擬器