GNSS 模拟器的硬件架构是其功能实现的基础。重心硬件包括信号生成板卡,它集成了高精度的数字信号处理器(DSP)和现场可编程门阵列(FPGA)。DSP 负责复杂的信号运算,依据卫星轨道参数、时间信息等生成精确的数字信号;FPGA 则用于灵活配置信号生成流程,实现快速的数据处理与信号调制。射频模块也是关键部分,它将数字信号转换为射频信号,并对其进行放大、滤波等处理,确保模拟信号能以合适的功率和质量输出。此外,模拟器还配备了高精度的时钟源,如原子钟或铷钟,为信号生成提供精细的时间基准,保证不同卫星信号间的时间同步精度,这对于模拟多卫星系统协同工作场景至关重要。存储模块用于存储大量的卫星轨道数据、信号特征库等信息,以便快速调用生成各类模拟信号。GNSS 射频模拟器输出高精度射频信号,用于接收机前端测试。车载式gnss信号模拟器厂家
与其他设备协同工作解析:GNSS 射频模拟器常与 GNSS 接收机协同工作,用于接收机的性能测试。模拟器输出模拟信号,接收机接收并处理信号,通过对比接收机输出的定位结果与模拟器预设的真实位置信息,评估接收机的定位精度、灵敏度等性能指标。它还可与信号分析仪配合,对模拟器输出信号进行深入分析。信号分析仪能检测信号的频谱特性、调制质量等,帮助技术人员优化模拟器的信号生成参数,确保输出信号的准确性。在一些复杂测试场景中,模拟器还可与转台等设备协同,模拟接收机在不同姿态下接收到的 GNSS 信号,多方面测试接收机在动态环境中的性能。全频点信号仿真GPS导航模拟器GNSS 发生器能定制信号参数,满足特殊应用的信号要求。
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。
提升 GNSS 模拟器精度是关键目标。在硬件方面,采用更高精度的时钟源,如氢原子钟,其超高的时间稳定性可降低信号时间同步误差。优化射频电路设计,选用低噪声放大器、高精度滤波器等组件,减少信号传输过程中的噪声干扰与失真。在软件算法上,不断改进轨道预测模型,考虑更多的摄动因素,如太阳光压摄动、地球潮汐摄动等,提高卫星轨道模拟精度。对于误差模拟算法,利用更精确的大气模型,如全球电离层图模型(GIM)、高精度对流层模型等,减小电离层和对流层延迟误差模拟的偏差。此外,通过增加信号通道数量,模拟更多卫星信号,采用多频点信号融合技术,提升定位精度,为高精度应用领域提供更可靠的测试环境。GNSS 轨迹模拟器生成不规则轨迹,模拟野生动物迁徙路径。
软件算法在 GNSS 模拟器中起着智能重心的作用。轨道预测算法根据卫星的开普勒轨道参数以及摄动模型,精确计算卫星在不同时刻的位置和速度,为信号生成提供基础数据。信号调制算法将导航电文、伪随机码等信息按照特定的调制方式加载到载波上,生成符合卫星信号特征的模拟信号。误差模拟算法用于模拟信号传播过程中的各种误差,如电离层延迟误差、对流层延迟误差、多路径误差等,通过数学模型精确计算并叠加到模拟信号中,以真实反映实际环境对信号的影响。数据融合算法在与其他设备协同工作时发挥重要作用,例如将模拟器生成的卫星信号数据与惯性测量单元的姿态数据进行融合,输出综合的导航信息,为测试接收机的组合导航性能提供数据支持。GNSS 接收器优化天线设计,增强信号接收能力。全频点信号仿真GPS导航模拟器
GPS 导航模拟器模拟复杂路况,优化车载导航系统体验。车载式gnss信号模拟器厂家
GNSS 模拟器具备多项独特技术特点。首先是高精度信号生成能力,能够精确模拟卫星信号的载波相位、伪距等参数,误差可控制在极小范围内,满足不错科研及军方领域对高精度测试的需求。其次,其灵活性强,可通过软件设置模拟不同卫星系统,如 GPS、北斗、GLONASS 等,还能随意组合卫星信号,模拟全球任意地点、任意时间的卫星分布情况。再者,模拟器支持多通道并行模拟,能同时输出多个卫星信号通道,真实模拟实际接收环境中多颗卫星信号同时存在的场景。另外,具备复杂环境模拟功能,如模拟信号多路径传播、电离层和对流层延迟等干扰,为接收机在复杂环境下的性能测试提供有效手段。车载式gnss信号模拟器厂家
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