信號傳播模型構建:為了模擬信號從衛星到接收機的真實傳播過程,GNSS 信號模擬器構建了復雜的傳播模型。它考慮了多種影響信號傳播的因素,如電離層延遲。由于電離層中的自由電子會對信號產生折射,導致信號傳播路徑變長,模擬器通過特定的數學模型,根據太陽活動、時間、地理位置等參數計算電離層延遲量,并相應地調整信號傳播時間。還有對流層延遲,它受大氣溫度、濕度和壓力等影響,模擬器利用經驗公式,結合實時氣象數據來模擬對流層延遲對信號的影響。此外,還考慮了多徑效應,模擬信號在建筑物、地形等物體表面反射后,多條路徑信號疊加對接收信號的干擾。GNSS 模擬器模擬動態場景,測試接收機跟蹤性能。便攜式GNSS模擬器
自動駕駛汽車依賴精細的定位信息來安全行駛,GNSS 模擬器在自動駕駛測試中不可或缺。在自動駕駛汽車研發階段,利用 GNSS 模擬器可在實驗室環境下模擬各種道路場景的衛星信號。例如,模擬車輛在高速公路上行駛時的開闊天空信號環境,測試自動駕駛系統的正常定位與導航功能;模擬車輛進入城市街道時,因高樓遮擋導致的信號丟失、多路徑干擾等情況,檢驗自動駕駛系統在復雜環境下的應對能力。通過在不同場景下反復測試,汽車制造商能優化自動駕駛算法,提高車輛在真實道路上面對各種 GNSS 信號狀況時的可靠性與安全性,確保自動駕駛技術在投入實際應用前經過充分驗證。車載式GPS軌跡模擬器供應商GNSS 仿真模擬器利用人工智能,智能生成模擬場景。
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。
GNSS 模擬器對衛星信號的模擬極為精細。在模擬信號頻率方面,需精細匹配不同衛星系統的載波頻率,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,模擬實際環境中信號受噪聲干擾的情況,讓接收機測試環境更貼合現實。GNSS 發生器具備高精度時鐘,保障信號時間準確性。
:實現 GPS 軌跡模擬器涉及多項關鍵技術。在算法方面,運用運動學算法精確計算軌跡坐標,結合地圖投影算法將地理坐標轉換為屏幕坐標以便可視化展示。圖形渲染技術用于在地圖上直觀呈現軌跡,通過優化渲染算法提高繪制效率和圖形質量。數據存儲與管理技術也不可或缺,高效存儲大量模擬軌跡數據,并能快速檢索和調用,為數據分析和多場景模擬提供保障。同時,與真實 GPS 信號相似性的模擬技術,使生成的軌跡數據在信號特征上更接近真實情況,提高模擬的可靠性。GPS 導航模擬器模擬越野路況,提升戶外導航體驗。車載式GPS軌跡模擬器供應商
GNSS 射頻模擬器采用先進芯片,提升信號處理速度。便攜式GNSS模擬器
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。便攜式GNSS模擬器