信号功率是 GNSS 射频模拟器的重要技术指标之一,其输出功率范围通常在 - 165dBm 至 - 20dBm 之间,可精确模拟卫星信号在不同传播距离下的强度变化。频率稳定度也是关键指标,一般要求达到 10⁻¹² 量级,确保长时间内输出信号频率的稳定性,避免因频率漂移影响测试精度。通道数量决定了模拟器能够同时模拟的卫星数量,常见的模拟器可支持 12 至 32 个通道,满足多卫星系统测试需求。此外,信号切换时间也是考量因素,快速的信号切换时间(如微秒级)能实现不同测试场景的快速切换,提高测试效率。GPS 发生器小型化设计,便于携带与移动应用。欺骗干扰gnss卫星信号模拟器
GNSS 射频模拟器的工作基于对卫星信号传播过程的精确模拟。首先,它依据卫星轨道模型,精确计算不同时刻卫星的空间位置,这涉及复杂的天体力学算法,确保模拟卫星位置与真实情况高度契合。随后,根据卫星位置确定信号传播延迟,考虑到信号在电离层、对流层中的传播影响,运用相应的物理模型进行修正。例如,通过 Klobuchar 模型处理电离层延迟,利用 Saastamoinen 模型计算对流层延迟。接着,生成卫星发射的伪随机噪声(PRN)码序列,每个卫星对应独特的码序列。较后,将携带卫星位置、时间信息以及 PRN 码的基带信号,通过调制技术加载到射频载波上,输出模拟的 GNSS 射频信号,完整模拟卫星信号从太空到地面的传播路径。航空gnss卫星模拟器录制回放GPS 卫星模拟器模拟卫星姿态变化,影响信号发射方向。
按用途划分,消费级 GNSS 接收器普遍应用于智能手机、车载导航仪等设备。这类接收器成本较低,定位精度一般在 5 - 10 米,能满足日常出行导航需求。专业级接收器常用于测绘、地质勘探等领域,其定位精度可达厘米级甚至毫米级,配备高性能天线与信号处理芯片,可在复杂环境下稳定工作。从接收信号类型看,单频接收器接收单一频率信号,成本低但受电离层影响大;双频或多频接收器能接收多个频率信号,通过对比不同频率信号的传播延迟,有效校正电离层误差,提高定位精度,常用于对精度要求严苛的应用场景。
一体式 GNSS 模拟器将信号生成、处理、控制等功能集成在一个设备中,体积紧凑,便于携带与使用。其内部硬件协同工作,用户只需通过简单的操作界面即可完成信号模拟设置,适合在现场测试、野外作业等场景使用。分布式 GNSS 模拟器则由多个模块组成,如信号生成模块、信号处理模块、控制模块等,这些模块通过网络或特用总线连接。这种架构灵活性强,用户可根据需求灵活配置不同模块,适用于大规模、复杂的测试环境,如大型实验室中多接收机同时测试,或对不同类型 GNSS 信号进行分布式模拟的场景。GPS 卫星信号模拟器模拟不同天气下信号,分析环境影响。
GPS 轨迹模拟器通过模拟卫星信号与接收机之间的交互来生成轨迹数据。它首先依据预设的地理位置信息和运动参数,如起点坐标、终点坐标、行进速度、加速度等,构建一个虚拟的运动模型。利用卫星定位原理,将运动过程离散化为一系列时间节点,在每个节点上根据模型计算出对应的模拟 GPS 坐标。例如,以匀加速直线运动为例,根据运动学公式计算不同时刻物体所在位置,转化为经纬度坐标。这些坐标信息按照 GPS 数据格式进行编码,生成模拟的 GPS 轨迹数据,如同真实的 GPS 接收机在该运动过程中接收到并记录的数据一样,为后续分析和应用提供基础。GPS 发生器生成稳定 GPS 信号,为基础定位应用提供支持。欺骗干扰gnss仿真模拟器录制回放
GPS 轨迹模拟器导入地图数据,生成真实场景轨迹。欺骗干扰gnss卫星信号模拟器
信号生成基础:GNSS 信号模拟器首要任务是生成基础信号。它基于精确的数学算法,模拟卫星在太空中的运动轨迹。以 GPS 系统为例,依据开普勒定律等轨道力学知识,计算出卫星在不同时刻的精确位置。同时,内置高精度时钟模型,模拟卫星携带的原子钟信号。通过这些复杂的运算,得到每个卫星对应的伪随机噪声(PRN)码序列起始点。这些 PRN 码如同卫星的独特 “指纹”,每个卫星都有专属序列。将卫星位置信息、时钟信息与 PRN 码信息相结合,利用数字信号处理器(DSP)生成较初的数字基带信号,为后续模拟真实卫星信号奠定基础。欺骗干扰gnss卫星信号模拟器