GNSS 导航模拟器有着不同的精度等级。入门级模拟器定位精度一般在 10 米左右,主要用于一些对定位精度要求不高的基础应用测试,如儿童手表的大致位置定位功能测试。中级精度模拟器定位精度可达 1 - 5 米,适用于大多数消费级导航产品,如普通车载导航、共享单车定位等的性能测试。而高精度模拟器精度可达到厘米级甚至毫米级,这类模拟器常用于专业测绘、自动驾驶汽车高精度定位等领域的研发与测试,通过极其精确的信号模拟,确保相关设备在高精度定位需求下的可靠性与准确性。GNSS 模拟器通过模拟卫星信号,助力接收机在复杂环境下的性能测试。LABSAT 3 GNSS 录制回放模拟器
动态场景模拟机制:为了测试 GNSS 接收机在不同运动场景下的性能,信号模拟器具备动态场景模拟能力。对于移动的接收机,如汽车、飞机等,模拟器模拟其运动状态对信号的影响。它根据设定的运动轨迹,如直线加速、圆周运动、复杂的飞行航线等,实时计算接收机与卫星之间的相对运动速度和距离变化。根据多普勒效应,相对运动速度会导致接收信号的频率发生偏移,模拟器相应地调整卫星信号的频率。同时,根据距离变化调整信号传播延迟,使得模拟信号能够真实反映接收机在动态场景中接收到的 GNSS 信号特征,满足对接收机动态性能测试的需求。车载GPS发生器GPS 卫星信号模拟器模拟卫星仰角变化,分析信号接收差异。
GNSS 射频模拟器具有诸多明显特点。其一,频率覆盖范围普遍,能够涵盖 GPS、北斗、GLONASS、Galileo 等全球主要卫星导航系统的工作频段,如 GPS 的 L1(1575.42MHz)、L2(1227.60MHz)频段,北斗的 B1I(1561.098MHz)、B2I(1207.14MHz)频段等,满足不同系统测试需求。其二,信号精度极高,在模拟信号的幅度、频率、相位等参数上,可达到亚毫米级的伪距精度和皮秒级的时间精度,确保为测试设备提供精细信号输入。其三,具备灵活的信号配置能力,可根据测试场景需求,自由设置卫星数量、信号强度、多径效应等参数,模拟复杂多变的信号环境。
随着科技发展,GNSS 模拟器涌现出许多新兴应用场景。在智能农业领域,利用模拟器可模拟农田不同区域的卫星信号环境,帮助农民优化农机自动驾驶系统。例如,在山区农田,模拟因地形起伏导致的信号遮挡情况,测试农机能否准确按照预设路线进行播种、施肥等作业,提高农业生产效率和精细度。在虚拟现实(VR)/ 增强现实(AR)导航体验中,GNSS 模拟器模拟用户在虚拟环境中的位置变化所对应的卫星信号,让用户在沉浸式体验中感受真实的导航定位效果,增强虚拟场景的真实感与互动性。在应急救援训练方面,模拟器模拟灾害现场复杂的信号环境,如地震后的城市废墟中信号受阻情况,训练救援人员使用定位设备进行精细救援,提升应急救援能力。GNSS 仿真模拟器构建虚拟城市,模拟城市导航环境。
GNSS 接收器工作时,首要步骤是捕获卫星信号。它通过搜索特定频段,如 GPS 的 L1、L2 频段,北斗的 B1、B2 频段等,识别出卫星发射的伪随机噪声(PRN)码。一旦捕获到信号,便进入跟踪阶段,持续锁定卫星信号,确保稳定接收。在解算环节,接收器利用接收到的多个卫星信号的时间延迟,结合卫星轨道信息,运用三角测量原理计算自身位置。例如,通过测量信号从三颗卫星传播到接收器的时间差,确定以卫星为球心、传播距离为半径的三个球面,其交点即为接收器位置。同时,接收器还能根据信号频率的多普勒频移计算速度,依据时间信息实现时钟同步。GNSS 卫星模拟器模拟卫星星座布局,研究星座协同工作机制。车载GPS发生器
GNSS 轨迹模拟器生成曲线轨迹,模拟车辆转弯路径。LABSAT 3 GNSS 录制回放模拟器
单系统 GNSS 模拟器专注于模拟某一种卫星导航系统的信号,比如模拟 GPS 信号的模拟器。它适用于那些只针对单一卫星系统进行研发或应用的场景,如早期一些依赖 GPS 定位的特定行业设备。多系统 GNSS 模拟器则可同时模拟多种卫星系统信号,像 GPS、北斗、GLONASS 和 Galileo 等。这种类型的模拟器优势明显,能为用户提供更丰富的卫星信号资源,提高定位精度与可靠性,普遍应用于需要高精度定位的领域,如测绘、自动驾驶等,使设备在不同卫星系统信号组合下都能进行性能测试与优化。LABSAT 3 GNSS 录制回放模拟器