除了基礎的導航信號模擬,GNSS 導航模擬器還具備多種拓展功能。一些模擬器支持多系統聯合模擬,不能同時模擬 GPS、北斗、GLONASS 等多個衛星導航系統的信號,還能模擬不同系統信號之間的相互干擾與協同工作情況,為多系統融合導航設備的研發提供多方面測試。部分模擬器具備信號干擾模擬功能,可生成窄帶干擾、寬帶干擾等多種干擾信號,與正常 GNSS 信號疊加,測試接收機在干擾環境下的抗干擾能力與定位穩定性。此外,有的模擬器還能模擬時間同步信號,用于測試對時間精度要求極高的應用場景,如電力系統的時間同步設備。GNSS 信號模擬器模擬多徑效應,優化信號處理算法。船載型gnss發生器錄制回放
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。全頻點信號仿真gnss衛星模擬器GPS 衛星信號模擬器模擬不同衛星系統信號融合,測試兼容性。
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。
信號生成基礎:GNSS 信號模擬器首要任務是生成基礎信號。它基于精確的數學算法,模擬衛星在太空中的運動軌跡。以 GPS 系統為例,依據開普勒定律等軌道力學知識,計算出衛星在不同時刻的精確位置。同時,內置高精度時鐘模型,模擬衛星攜帶的原子鐘信號。通過這些復雜的運算,得到每個衛星對應的偽隨機噪聲(PRN)碼序列起始點。這些 PRN 碼如同衛星的獨特 “指紋”,每個衛星都有專屬序列。將衛星位置信息、時鐘信息與 PRN 碼信息相結合,利用數字信號處理器(DSP)生成較初的數字基帶信號,為后續模擬真實衛星信號奠定基礎。GNSS 軌跡模擬器依據設定參數生成多樣軌跡,為運動分析提供數據。
GNSS 模擬器能靈活調整信號特性。在信號頻率方面,可精確設置不同衛星系統的載波頻率,如 GPS 的 L1、L2 頻段,北斗的 B1、B2、B3 頻段等,滿足對不同頻段信號測試的需求。信號幅度也能根據實際場景需求進行靈活調節,模擬衛星與接收機距離變化導致的信號強度改變。調制方式更是多樣,除常見的二進制相移鍵控(BPSK)外,還支持正交相移鍵控(QPSK)、二進制偏移載波(BOC)等復雜調制方式,用戶可根據特定衛星信號特征選擇合適的調制方式,實現對不同衛星信號的精細模擬與測試。GNSS 衛星信號模擬器調整信號相位,模擬信號干擾情況。理工雷科gnss導航模擬器供應商
GNSS 衛星信號模擬器調整信號編碼,測試接收機解碼能力。船載型gnss發生器錄制回放
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、功能豐富度上表現不錯,普遍應用于軍方、航天等關鍵領域。國內廠商近年來發展迅速,像北斗星通等企業,依托國內北斗衛星系統發展機遇,不斷推出具有性價比優勢的產品,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,一些新興科技企業也在通過創新技術,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、物聯網等新興領域對高精度定位測試需求的爆發,各廠商不斷加大研發投入,競爭將愈發激烈,推動產品持續升級。船載型gnss發生器錄制回放