在消費(fèi)電子領(lǐng)域，便攜式 GNSS 模擬器備受青睞。這類模擬器體積小巧、便于攜帶，能夠模擬常見(jiàn)的城市、郊區(qū)等環(huán)境下的 GNSS 信號(hào)，用于測(cè)試智能手機(jī)、智能手表等消費(fèi)級(jí)產(chǎn)品的定位功能，確保產(chǎn)品在不同場(chǎng)景下的定位精度與穩(wěn)定性。對(duì)于汽車行業(yè)，車載 GNSS 模擬器是關(guān)鍵工具。它不能模擬車輛行駛過(guò)程中的動(dòng)態(tài)信號(hào)，還可結(jié)合汽車電子系統(tǒng)，模擬復(fù)雜交通場(chǎng)景，如多車交匯、進(jìn)出隧道等情況下的信號(hào)變化，助力汽車導(dǎo)航系統(tǒng)與自動(dòng)駕駛輔助系統(tǒng)的研發(fā)與測(cè)試。航空航天領(lǐng)域則依賴高精度 GNSS 模擬器，此類模擬器能模擬飛機(jī)在高空飛行時(shí)面臨的信號(hào)環(huán)境，包括信號(hào)弱、干擾復(fù)雜等情況，用于測(cè)試飛機(jī)導(dǎo)航系統(tǒng)的可靠性與準(zhǔn)確性。GPS 軌跡模擬器設(shè)置不同時(shí)間間隔，分析軌跡精度。航空GPS軌跡模擬器錄制回放

按用途劃分，消費(fèi)級(jí) GNSS 接收器普遍應(yīng)用于智能手機(jī)、車載導(dǎo)航儀等設(shè)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(dǎo)航需求。專業(yè)級(jí)接收器常用于測(cè)繪、地質(zhì)勘探等領(lǐng)域，其定位精度可達(dá)厘米級(jí)甚至毫米級(jí)，配備高性能天線與信號(hào)處理芯片，可在復(fù)雜環(huán)境下穩(wěn)定工作。從接收信號(hào)類型看，單頻接收器接收單一頻率信號(hào)，成本低但受電離層影響大；雙頻或多頻接收器能接收多個(gè)頻率信號(hào)，通過(guò)對(duì)比不同頻率信號(hào)的傳播延遲，有效校正電離層誤差，提高定位精度，常用于對(duì)精度要求嚴(yán)苛的應(yīng)用場(chǎng)景。車載式GPS衛(wèi)星信號(hào)模擬器GPS 衛(wèi)星信號(hào)模擬器模擬多路徑干擾，檢測(cè)接收機(jī)抗干擾能力。

GNSS 模擬器對(duì)衛(wèi)星信號(hào)的模擬極為精細(xì)。在模擬信號(hào)頻率方面，需精細(xì)匹配不同衛(wèi)星系統(tǒng)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(huì)影響接收機(jī)測(cè)試結(jié)果。調(diào)制方式也至關(guān)重要，除常見(jiàn)的二進(jìn)制相移鍵控（BPSK）調(diào)制用于生成導(dǎo)航電文外，針對(duì)不同衛(wèi)星信號(hào)特點(diǎn)，還會(huì)采用諸如正交相移鍵控（QPSK）等復(fù)雜調(diào)制。信號(hào)的幅度模擬同樣關(guān)鍵，要依據(jù)衛(wèi)星與接收機(jī)的距離、信號(hào)傳播損耗等因素，精確設(shè)定模擬信號(hào)幅度，以反映真實(shí)場(chǎng)景中信號(hào)的強(qiáng)弱變化。此外，對(duì)信號(hào)噪聲的模擬也不可或缺，通過(guò)添加高斯白噪聲等方式，模擬實(shí)際環(huán)境中信號(hào)受噪聲干擾的情況，讓接收機(jī)測(cè)試環(huán)境更貼合現(xiàn)實(shí)。

GNSS 射頻模擬器的工作基于對(duì)衛(wèi)星信號(hào)傳播過(guò)程的精確模擬。首先，它依據(jù)衛(wèi)星軌道模型，精確計(jì)算不同時(shí)刻衛(wèi)星的空間位置，這涉及復(fù)雜的天體力學(xué)算法，確保模擬衛(wèi)星位置與真實(shí)情況高度契合。隨后，根據(jù)衛(wèi)星位置確定信號(hào)傳播延遲，考慮到信號(hào)在電離層、對(duì)流層中的傳播影響，運(yùn)用相應(yīng)的物理模型進(jìn)行修正。例如，通過(guò) Klobuchar 模型處理電離層延遲，利用 Saastamoinen 模型計(jì)算對(duì)流層延遲。接著，生成衛(wèi)星發(fā)射的偽隨機(jī)噪聲（PRN）碼序列，每個(gè)衛(wèi)星對(duì)應(yīng)獨(dú)特的碼序列。較后，將攜帶衛(wèi)星位置、時(shí)間信息以及 PRN 碼的基帶信號(hào)，通過(guò)調(diào)制技術(shù)加載到射頻載波上，輸出模擬的 GNSS 射頻信號(hào)，完整模擬衛(wèi)星信號(hào)從太空到地面的傳播路徑。GNSS 導(dǎo)航模擬器創(chuàng)建多種導(dǎo)航場(chǎng)景，提升導(dǎo)航系統(tǒng)可靠性。

豐富模擬軌跡類型呈現(xiàn)：GPS 軌跡模擬器能夠生成豐富多樣的模擬軌跡類型。直線軌跡是基礎(chǔ)類型，用于簡(jiǎn)單的場(chǎng)景模擬，如車輛在筆直公路上的行駛。曲線軌跡則可模擬車輛轉(zhuǎn)彎、河流蜿蜒等情況，通過(guò)設(shè)定曲率等參數(shù)精確生成。循環(huán)軌跡常用于模擬一些周期性運(yùn)動(dòng)，像摩天輪的轉(zhuǎn)動(dòng)、列車在環(huán)形軌道上的運(yùn)行等。不規(guī)則軌跡可模擬復(fù)雜的自然運(yùn)動(dòng)或受隨機(jī)因素影響的運(yùn)動(dòng)，比如野生動(dòng)物的遷徙路徑、無(wú)人機(jī)在復(fù)雜環(huán)境中的飛行軌跡，通過(guò)引入隨機(jī)噪聲等算法實(shí)現(xiàn)。GPS 信號(hào)模擬器通過(guò)調(diào)制技術(shù)生成標(biāo)準(zhǔn) GPS 信號(hào)，用于設(shè)備調(diào)試。車載式GPS衛(wèi)星信號(hào)模擬器

GNSS 仿真模擬器運(yùn)用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，模擬逼真導(dǎo)航場(chǎng)景。航空GPS軌跡模擬器錄制回放

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(xué)研究方面，科研人員利用模擬器模擬不同地球物理?xiàng)l件下的衛(wèi)星信號(hào)傳播情況，研究電離層、對(duì)流層變化對(duì)信號(hào)的影響，進(jìn)而深入了解地球大氣結(jié)構(gòu)與動(dòng)力學(xué)。在天文學(xué)研究中，通過(guò)模擬衛(wèi)星信號(hào)在星際空間的傳播，探索信號(hào)受太陽(yáng)風(fēng)、引力場(chǎng)等因素干擾的規(guī)律，為星際導(dǎo)航研究提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。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(chǎng)景的衛(wèi)星信號(hào)數(shù)據(jù)，用于訓(xùn)練和驗(yàn)證新算法，如基于深度學(xué)習(xí)的定位算法，提升定位精度和抗干擾能力，推動(dòng)導(dǎo)航技術(shù)不斷創(chuàng)新發(fā)展。航空GPS軌跡模擬器錄制回放