科研工作中,GNSS 模擬器為眾多研究提供了重要支撐。在地球物理學研究方面,科研人員利用模擬器模擬不同地球物理條件下的衛(wèi)星信號傳播情況,研究電離層、對流層變化對信號的影響,進而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(wèi)星信號在星際空間的傳播,探索信號受太陽風、引力場等因素干擾的規(guī)律,為星際導航研究提供數(shù)據(jù)基礎。在新型定位算法研發(fā)中,科研人員借助模擬器生成大量不同場景的衛(wèi)星信號數(shù)據(jù),用于訓練和驗證新算法,如基于深度學習的定位算法,提升定位精度和抗干擾能力,推動導航技術不斷創(chuàng)新發(fā)展。GPS 發(fā)生器生成穩(wěn)定 GPS 信號,為基礎定位應用提供支持。GNSS轉發(fā)器
一體式 GNSS 模擬器將信號生成、處理、控制等功能集成在一個設備中,體積緊湊,便于攜帶與使用。其內部硬件協(xié)同工作,用戶只需通過簡單的操作界面即可完成信號模擬設置,適合在現(xiàn)場測試、野外作業(yè)等場景使用。分布式 GNSS 模擬器則由多個模塊組成,如信號生成模塊、信號處理模塊、控制模塊等,這些模塊通過網(wǎng)絡或特用總線連接。這種架構靈活性強,用戶可根據(jù)需求靈活配置不同模塊,適用于大規(guī)模、復雜的測試環(huán)境,如大型實驗室中多接收機同時測試,或對不同類型 GNSS 信號進行分布式模擬的場景。GNSS轉發(fā)器GNSS 射頻模擬器支持多頻段輸出,適配多種接收機。
GNSS 模擬器通過生成模擬的衛(wèi)星信號來仿真真實的全球導航衛(wèi)星系統(tǒng)環(huán)境。其重心在于依據(jù)衛(wèi)星軌道模型、信號傳播模型等數(shù)學模型,精確計算衛(wèi)星在不同時刻的位置及信號特征。在計算出衛(wèi)星位置后,模擬器會按照特定的編碼方式,如 GPS 的 C/A 碼或更復雜的加密碼,對載波信號進行調制,以模擬衛(wèi)星發(fā)射的實際信號。這些模擬信號經(jīng)放大、濾波等處理后,可輸出至接收設備。無論是用于測試 GNSS 接收機在開闊天空下的定位精度,還是模擬在城市峽谷、森林等復雜環(huán)境中的信號接收情況,GNSS 模擬器都能通過靈活設置參數(shù),為接收機提供逼真的測試信號,幫助工程師深入了解接收機性能。
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(yè)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(huán)境下穩(wěn)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 信號模擬器模擬信號中斷場景,測試接收機恢復能力。
GPS 軌跡模擬器具備多種重心功能。其一,軌跡編輯功能強大,用戶可在地圖界面上直接繪制軌跡,自由設定轉折點、曲線形狀等,也能通過輸入具體的坐標點和時間參數(shù)來精確構建軌跡。其二,速度和時間控制功能實用,能夠靈活調整模擬運動的速度,支持實時、加速或減速模擬,還可精確設定軌跡的起始時間和持續(xù)時長,滿足不同場景下對時間因素的模擬需求。其三,數(shù)據(jù)輸出功能多樣,可將生成的 GPS 軌跡數(shù)據(jù)以常見的格式,如 GPX、KML 等輸出,方便與各類地圖軟件、數(shù)據(jù)分析工具對接。GPS 導航模擬器模擬校園導航場景,方便師生出行。航海GNSS接收器錄制回放
GPS 信號模擬器優(yōu)化信號調制方式,提高信號傳輸效率。GNSS轉發(fā)器
軟件算法在 GNSS 模擬器中起著智能重心的作用。軌道預測算法根據(jù)衛(wèi)星的開普勒軌道參數(shù)以及攝動模型,精確計算衛(wèi)星在不同時刻的位置和速度,為信號生成提供基礎數(shù)據(jù)。信號調制算法將導航電文、偽隨機碼等信息按照特定的調制方式加載到載波上,生成符合衛(wèi)星信號特征的模擬信號。誤差模擬算法用于模擬信號傳播過程中的各種誤差,如電離層延遲誤差、對流層延遲誤差、多路徑誤差等,通過數(shù)學模型精確計算并疊加到模擬信號中,以真實反映實際環(huán)境對信號的影響。數(shù)據(jù)融合算法在與其他設備協(xié)同工作時發(fā)揮重要作用,例如將模擬器生成的衛(wèi)星信號數(shù)據(jù)與慣性測量單元的姿態(tài)數(shù)據(jù)進行融合,輸出綜合的導航信息,為測試接收機的組合導航性能提供數(shù)據(jù)支持。GNSS轉發(fā)器