單系統 GNSS 模擬器專注于模擬某一種衛星導航系統的信號,比如模擬 GPS 信號的模擬器。它適用于那些只針對單一衛星系統進行研發或應用的場景,如早期一些依賴 GPS 定位的特定行業設備。多系統 GNSS 模擬器則可同時模擬多種衛星系統信號,像 GPS、北斗、GLONASS 和 Galileo 等。這種類型的模擬器優勢明顯,能為用戶提供更豐富的衛星信號資源,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,使設備在不同衛星系統信號組合下都能進行性能測試與優化。GNSS 接收器增加抗干擾模塊,適應復雜電磁環境。航空GNSS接收器
GNSS 模擬器可分為射頻(RF)模擬器和中頻(IF)模擬器。射頻模擬器直接生成與真實 GNSS 衛星發射頻率相同的射頻信號,通常涵蓋 GPS L1、L2、L5 頻段,以及北斗、GLONASS 等其他系統對應頻段。其優勢在于能直接模擬衛星信號在空中傳播后的真實狀態,無需接收機進行額外的下變頻處理,適用于對接收機前端射頻性能測試,如天線性能、射頻濾波器效果評估等。而中頻模擬器輸出的是經過下變頻后的中頻信號,頻率一般在幾百兆赫茲以下。這種類型便于進行信號處理算法的測試與驗證,因為中頻信號更易于被數字信號處理設備采集和分析,開發人員可專注于研究信號解算、定位算法等重心功能。車載式gnss軌跡模擬器廠家GNSS 模擬器模擬動態場景,測試接收機跟蹤性能。
信號調制過程:生成的基帶信號需要經過調制才能模擬真實 GNSS 信號。常見的調制方式是二進制相移鍵控(BPSK)調制。在這個過程中,將基帶信號的信息加載到高頻載波上。具體而言,利用載波的相位變化來表示基帶信號中的 “0” 和 “1”。比如,當基帶信號為 “0” 時,載波相位不變;當基帶信號為 “1” 時,載波相位翻轉 180 度。通過這種調制方式,把低頻的基帶信號轉換為高頻的射頻信號,使其能夠在空氣中遠距離傳播,并且符合 GNSS 信號在空中傳播的特性,便于后續被 GNSS 接收機接收和解調。
GNSS 導航模擬器具備良好的用戶平臺適配性。針對車載平臺,模擬器可與汽車的 CAN 總線連接,將模擬的 GNSS 信號與汽車的車速、轉向等信息融合,模擬車輛在行駛過程中的導航狀態,為車載導航系統的升級與自動駕駛輔助功能的開發提供測試環境。對于無人機平臺,模擬器能模擬無人機在不同飛行高度、姿態下接收到的 GNSS 信號,考慮到無人機飛行速度快、機動性強的特點,精細調整信號參數,滿足無人機導航系統在復雜飛行場景下的測試需求。在手持設備方面,模擬器通過藍牙或 USB 接口與設備連接,模擬日常出行中用戶手持設備的導航信號環境,助力優化手機、平板電腦等設備的導航軟件。GPS 發生器提供穩定頻率 GPS 信號,保障定位穩定。
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律,為星際導航研究提供數據基礎。在新型定位算法研發中,科研人員借助模擬器生成大量不同場景的衛星信號數據,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新發展。GPS 導航模擬器模擬船舶航海路線,優化航海導航方案。LABSAT 3GPS接收器
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。航空GNSS接收器
GPS 軌跡模擬器通過模擬衛星信號與接收機之間的交互來生成軌跡數據。它首先依據預設的地理位置信息和運動參數,如起點坐標、終點坐標、行進速度、加速度等,構建一個虛擬的運動模型。利用衛星定位原理,將運動過程離散化為一系列時間節點,在每個節點上根據模型計算出對應的模擬 GPS 坐標。例如,以勻加速直線運動為例,根據運動學公式計算不同時刻物體所在位置,轉化為經緯度坐標。這些坐標信息按照 GPS 數據格式進行編碼,生成模擬的 GPS 軌跡數據,如同真實的 GPS 接收機在該運動過程中接收到并記錄的數據一樣,為后續分析和應用提供基礎。航空GNSS接收器