在科研领域,GNSS 射频模拟器为研究人员提供了可控的实验环境。例如,在研究新型导航算法时,科研人员可利用模拟器模拟各种复杂信号场景,测试算法在不同条件下的性能,加速算法优化进程。在导航设备制造行业,它是产品研发与质量检测的关键工具。制造商通过模拟不同地理环境、信号干扰等情况,对 GNSS 接收机、天线等设备进行多方面测试,确保产品在实际使用中具备稳定可靠的性能。在航空航天领域,模拟器模拟飞机、卫星等飞行器在飞行过程中接收到的 GNSS 信号,助力飞行器导航系统的研发与验证,保障飞行安全。GNSS 卫星模拟器模拟卫星星座布局,研究星座协同工作机制。GNSS接收器录制回放
GNSS 导航模拟器具备良好的用户平台适配性。针对车载平台,模拟器可与汽车的 CAN 总线连接,将模拟的 GNSS 信号与汽车的车速、转向等信息融合,模拟车辆在行驶过程中的导航状态,为车载导航系统的升级与自动驾驶辅助功能的开发提供测试环境。对于无人机平台,模拟器能模拟无人机在不同飞行高度、姿态下接收到的 GNSS 信号,考虑到无人机飞行速度快、机动性强的特点,精细调整信号参数,满足无人机导航系统在复杂飞行场景下的测试需求。在手持设备方面,模拟器通过蓝牙或 USB 接口与设备连接,模拟日常出行中用户手持设备的导航信号环境,助力优化手机、平板电脑等设备的导航软件。GNSS接收器录制回放GPS 模拟器模拟城市峡谷环境,测试定位设备信号穿透能力。
GNSS 模拟器常与多种设备协同,发挥更大效能。与惯性测量单元(IMU)协同,可模拟组合导航系统运行。模拟器输出卫星信号,IMU 提供加速度、角速度等信息,二者数据融合,测试组合导航算法在不同场景下的性能,如在车辆急加速、转弯等动态过程中,检验定位精度的稳定性。与射频前端设备配合,能优化接收机射频链路性能。模拟器提供射频信号,通过调整信号参数,如带宽、中心频率等,测试射频前端对不同信号的处理能力,包括信号放大、滤波、下变频等环节,助力优化射频前端设计。此外,在智能交通系统中,GNSS 模拟器与车载通信设备协同,模拟车辆在行驶过程中,定位信号与通信信号的交互,保障车联网环境下定位与通信的协同顺畅。
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。GPS 轨迹模拟器设定不同速度模拟,用于运动数据分析。
在多系统协同工作的趋势下,GNSS 模拟器具备良好的系统兼容性。它能同时模拟多个卫星系统的信号,如 GPS、北斗、GLONASS 和 Galileo 等,并且可根据用户需求,灵活设置各卫星系统信号的比例与组合方式。在模拟过程中,能有效处理不同卫星系统间的时间同步问题,通过内部的时间转换机制,确保不同系统信号在时间上精细匹配,真实模拟多卫星系统联合定位的场景,为支持多系统融合的 GNSS 接收机研发与测试提供了有力工具,适应全球卫星导航系统多元化发展的需求。GPS 发生器提供稳定频率 GPS 信号,保障定位稳定。GNSS接收器录制回放
GPS 模拟器模拟隧道内信号,测试定位设备适应性。GNSS接收器录制回放
GPS 轨迹模拟器常与地理信息系统(GIS)集成,将模拟轨迹直观地展示在详细的地图背景上,借助 GIS 强大的空间分析功能,对轨迹进行空间查询、分析轨迹与地理要素的关系等。它还可与车辆自动驾驶系统集成,模拟各种路况下的车辆行驶轨迹,为自动驾驶算法的训练和测试提供大量数据,帮助优化自动驾驶决策模型。在智能安防领域,与监控系统集成,通过模拟人员或物体的移动轨迹,测试安防系统对异常轨迹的监测和预警能力,提升安防系统的智能化水平。GNSS接收器录制回放