GNSS 射頻模擬器具有諸多明顯特點。其一,頻率覆蓋范圍普遍,能夠涵蓋 GPS、北斗、GLONASS、Galileo 等全球主要衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的工作頻段,如 GPS 的 L1(1575.42MHz)、L2(1227.60MHz)頻段,北斗的 B1I(1561.098MHz)、B2I(1207.14MHz)頻段等,滿足不同系統(tǒng)測試需求。其二,信號精度極高,在模擬信號的幅度、頻率、相位等參數(shù)上,可達到亞毫米級的偽距精度和皮秒級的時間精度,確保為測試設(shè)備提供精細信號輸入。其三,具備靈活的信號配置能力,可根據(jù)測試場景需求,自由設(shè)置衛(wèi)星數(shù)量、信號強度、多徑效應(yīng)等參數(shù),模擬復(fù)雜多變的信號環(huán)境。GNSS 模擬器通過模擬衛(wèi)星信號,助力接收機在復(fù)雜環(huán)境下的性能測試。航空GPS衛(wèi)星模擬器錄制回放
航空航天領(lǐng)域?qū)?dǎo)航精度和可靠性要求近乎苛刻,GNSS 模擬器在其中扮演著重要角色。在飛機導(dǎo)航系統(tǒng)研發(fā)測試中,GNSS 模擬器可模擬飛機在起飛、巡航、降落等不同飛行階段所接收的衛(wèi)星信號。比如在模擬飛機降落過程時,能精確模擬機場周邊復(fù)雜的信號環(huán)境,包括受地形、建筑物影響產(chǎn)生的信號變化,以此測試飛機導(dǎo)航系統(tǒng)能否準(zhǔn)確引導(dǎo)飛機安全著陸。對于衛(wèi)星發(fā)射任務(wù),在衛(wèi)星入軌前的地面測試階段,GNSS 模擬器可模擬衛(wèi)星在軌道上可能接收到的各種 GNSS 信號,測試衛(wèi)星的導(dǎo)航定位模塊性能,確保衛(wèi)星進入太空后能正常利用 GNSS 信號進行精確軌道確定與姿態(tài)控制,保障航天任務(wù)順利進行。理工雷科gnss軌跡模擬器供應(yīng)商GPS 軌跡模擬器設(shè)定不同速度模擬,用于運動數(shù)據(jù)分析。
信號生成基礎(chǔ):GNSS 信號模擬器首要任務(wù)是生成基礎(chǔ)信號。它基于精確的數(shù)學(xué)算法,模擬衛(wèi)星在太空中的運動軌跡。以 GPS 系統(tǒng)為例,依據(jù)開普勒定律等軌道力學(xué)知識,計算出衛(wèi)星在不同時刻的精確位置。同時,內(nèi)置高精度時鐘模型,模擬衛(wèi)星攜帶的原子鐘信號。通過這些復(fù)雜的運算,得到每個衛(wèi)星對應(yīng)的偽隨機噪聲(PRN)碼序列起始點。這些 PRN 碼如同衛(wèi)星的獨特 “指紋”,每個衛(wèi)星都有專屬序列。將衛(wèi)星位置信息、時鐘信息與 PRN 碼信息相結(jié)合,利用數(shù)字信號處理器(DSP)生成較初的數(shù)字基帶信號,為后續(xù)模擬真實衛(wèi)星信號奠定基礎(chǔ)。
:實現(xiàn) GPS 軌跡模擬器涉及多項關(guān)鍵技術(shù)。在算法方面,運用運動學(xué)算法精確計算軌跡坐標(biāo),結(jié)合地圖投影算法將地理坐標(biāo)轉(zhuǎn)換為屏幕坐標(biāo)以便可視化展示。圖形渲染技術(shù)用于在地圖上直觀呈現(xiàn)軌跡,通過優(yōu)化渲染算法提高繪制效率和圖形質(zhì)量。數(shù)據(jù)存儲與管理技術(shù)也不可或缺,高效存儲大量模擬軌跡數(shù)據(jù),并能快速檢索和調(diào)用,為數(shù)據(jù)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(shù),使生成的軌跡數(shù)據(jù)在信號特征上更接近真實情況,提高模擬的可靠性。GNSS 衛(wèi)星模擬器模擬衛(wèi)星軌道攝動,研究軌道變化影響。
農(nóng)業(yè)生產(chǎn)正朝著智能化、精細化方向發(fā)展,GNSS 模擬器在其中貢獻明顯。在精細農(nóng)業(yè)中,農(nóng)民使用搭載 GNSS 接收機的農(nóng)機設(shè)備進行作業(yè),GNSS 模擬器可模擬農(nóng)田不同位置的衛(wèi)星信號環(huán)境。比如在農(nóng)田中有高大樹木或建筑物的區(qū)域,模擬信號遮擋情況,測試農(nóng)機自動駕駛系統(tǒng)能否準(zhǔn)確按照預(yù)設(shè)路線進行播種、施肥、灌溉等作業(yè)。通過模擬測試,優(yōu)化農(nóng)機設(shè)備的導(dǎo)航算法,提高農(nóng)機作業(yè)的精度,避免因定位偏差導(dǎo)致的資源浪費,實現(xiàn)精細投入,提高農(nóng)作物產(chǎn)量與質(zhì)量,推動農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化進程。GNSS 仿真模擬器構(gòu)建虛擬城市,模擬城市導(dǎo)航環(huán)境。航空GPS衛(wèi)星模擬器錄制回放
GNSS 信號模擬器模擬信號中斷場景,測試接收機恢復(fù)能力。航空GPS衛(wèi)星模擬器錄制回放
信號輸出與校準(zhǔn)環(huán)節(jié):經(jīng)過一系列復(fù)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(zhǔn)操作。校準(zhǔn)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(shù)進行精確測量和調(diào)整。例如,通過與原子鐘參考源對比,校準(zhǔn)信號的頻率準(zhǔn)確性;通過功率計測量,校準(zhǔn)信號的幅度精度。確保輸出的 GNSS 信號在各個參數(shù)上都符合高精度的標(biāo)準(zhǔn),以提供可靠的測試信號給 GNSS 接收機,保證測試結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性。航空GPS衛(wèi)星模擬器錄制回放