GNSS 模拟器常与多种设备协同,发挥更大效能。与惯性测量单元(IMU)协同,可模拟组合导航系统运行。模拟器输出卫星信号,IMU 提供加速度、角速度等信息,二者数据融合,测试组合导航算法在不同场景下的性能,如在车辆急加速、转弯等动态过程中,检验定位精度的稳定性。与射频前端设备配合,能优化接收机射频链路性能。模拟器提供射频信号,通过调整信号参数,如带宽、中心频率等,测试射频前端对不同信号的处理能力,包括信号放大、滤波、下变频等环节,助力优化射频前端设计。此外,在智能交通系统中,GNSS 模拟器与车载通信设备协同,模拟车辆在行驶过程中,定位信号与通信信号的交互,保障车联网环境下定位与通信的协同顺畅。GPS 发生器生成稳定 GPS 信号,为基础定位应用提供支持。欺骗干扰GPS轨迹模拟器录制回放
信号调制过程:生成的基带信号需要经过调制才能模拟真实 GNSS 信号。常见的调制方式是二进制相移键控(BPSK)调制。在这个过程中,将基带信号的信息加载到高频载波上。具体而言,利用载波的相位变化来表示基带信号中的 “0” 和 “1”。比如,当基带信号为 “0” 时,载波相位不变;当基带信号为 “1” 时,载波相位翻转 180 度。通过这种调制方式,把低频的基带信号转换为高频的射频信号,使其能够在空气中远距离传播,并且符合 GNSS 信号在空中传播的特性,便于后续被 GNSS 接收机接收和解调。GPS卫星模拟器供应商GNSS 卫星信号模拟器调整信号编码,测试接收机解码能力。
GNSS 导航模拟器对 GNSS 信号特性的模拟十分精确。它能精确复现卫星信号的伪随机噪声码,确保每个卫星的码序列与真实情况一致,从而使接收机能够准确识别卫星。在信号强度模拟方面,可根据卫星与接收机的相对位置、传播距离以及各种干扰因素,精确调节信号强度,范围从强信号的 - 120dBm 左右到弱信号的 - 160dBm 以下,模拟不同环境下信号强度的变化。同时,模拟器还能模拟信号的多普勒频移,根据接收机与卫星的相对运动速度,精确调整信号频率,真实反映动态场景下信号频率的改变,为接收机的动态定位性能测试提供保障。
测绘行业对高精度定位有着极高要求,GNSS 模拟器在此发挥着关键作用。在地形测绘中,利用 GNSS 模拟器可以模拟不同卫星星座组合、不同信号强度及多路径干扰等情况,对测绘用 GNSS 接收机进行多方面测试。例如,在山区测绘时,因地形复杂易出现信号遮挡,通过模拟器模拟此类环境,可提前优化接收机的抗干扰算法,确保实际测绘中能快速、准确地获取定位数据。在绘制地图时,为保证地图精度,需对 GNSS 设备进行校准,GNSS 模拟器能提供标准信号,帮助测绘人员校准设备偏差,提高地图绘制的准确性。同时,对于大面积土地测量项目,利用模拟器可模拟不同区域的卫星信号状况,合理规划测量路线,提升测绘效率。GNSS 卫星模拟器模拟卫星星座布局,研究星座协同工作机制。
GNSS 射频模拟器的工作基于对卫星信号传播过程的精确模拟。首先,它依据卫星轨道模型,精确计算不同时刻卫星的空间位置,这涉及复杂的天体力学算法,确保模拟卫星位置与真实情况高度契合。随后,根据卫星位置确定信号传播延迟,考虑到信号在电离层、对流层中的传播影响,运用相应的物理模型进行修正。例如,通过 Klobuchar 模型处理电离层延迟,利用 Saastamoinen 模型计算对流层延迟。接着,生成卫星发射的伪随机噪声(PRN)码序列,每个卫星对应独特的码序列。较后,将携带卫星位置、时间信息以及 PRN 码的基带信号,通过调制技术加载到射频载波上,输出模拟的 GNSS 射频信号,完整模拟卫星信号从太空到地面的传播路径。GNSS 仿真模拟器运用虚拟现实技术,模拟逼真导航场景。欺骗干扰GPS轨迹模拟器录制回放
GPS 信号模拟器添加噪声干扰,测试接收机抗噪性能。欺骗干扰GPS轨迹模拟器录制回放
随着科技不断进步,GNSS 模拟器呈现出多种发展趋势。一方面,精度会持续提升,通过更先进的算法和硬件技术,将模拟信号的误差降低至毫米甚至亚毫米级,满足如高精度测绘、量子导航等前沿领域需求。另一方面,功能集成化程度越来越高,未来的 GNSS 模拟器可能会集成惯性导航、视觉导航等多种导航方式的模拟功能,为融合导航系统测试提供一站式解决方案。此外,随着物联网和 5G 技术发展,GNSS 模拟器将具备更强的网络连接能力,可实现远程控制与分布式测试,方便全球范围内的科研团队协同开展测试工作。同时,在模拟复杂环境方面,会更加逼真地模拟如近地空间环境变化对卫星信号的影响,推动 GNSS 技术在极端环境下的应用发展。欺骗干扰GPS轨迹模拟器录制回放
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