GNSS 接收器工作時,首要步驟是捕獲衛(wèi)星信號。它通過搜索特定頻段,如 GPS 的 L1、L2 頻段,北斗的 B1、B2 頻段等,識別出衛(wèi)星發(fā)射的偽隨機噪聲(PRN)碼。一旦捕獲到信號,便進入跟蹤階段,持續(xù)鎖定衛(wèi)星信號,確保穩(wěn)定接收。在解算環(huán)節(jié),接收器利用接收到的多個衛(wèi)星信號的時間延遲,結(jié)合衛(wèi)星軌道信息,運用三角測量原理計算自身位置。例如,通過測量信號從三顆衛(wèi)星傳播到接收器的時間差,確定以衛(wèi)星為球心、傳播距離為半徑的三個球面,其交點即為接收器位置。同時,接收器還能根據(jù)信號頻率的多普勒頻移計算速度,依據(jù)時間信息實現(xiàn)時鐘同步。GPS 模擬器模擬高速移動場景,測試定位設(shè)備動態(tài)性能。車載GNSS接收器供應(yīng)商
除了基礎(chǔ)的導(dǎo)航信號模擬,GNSS 導(dǎo)航模擬器還具備多種拓展功能。一些模擬器支持多系統(tǒng)聯(lián)合模擬,不能同時模擬 GPS、北斗、GLONASS 等多個衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的信號,還能模擬不同系統(tǒng)信號之間的相互干擾與協(xié)同工作情況,為多系統(tǒng)融合導(dǎo)航設(shè)備的研發(fā)提供多方面測試。部分模擬器具備信號干擾模擬功能,可生成窄帶干擾、寬帶干擾等多種干擾信號,與正常 GNSS 信號疊加,測試接收機在干擾環(huán)境下的抗干擾能力與定位穩(wěn)定性。此外,有的模擬器還能模擬時間同步信號,用于測試對時間精度要求極高的應(yīng)用場景,如電力系統(tǒng)的時間同步設(shè)備。航空GPS衛(wèi)星信號模擬器供應(yīng)商GNSS 軌跡模擬器生成不規(guī)則軌跡,模擬野生動物遷徙路徑。
軟件算法在 GNSS 模擬器中起著智能重心的作用。軌道預(yù)測算法根據(jù)衛(wèi)星的開普勒軌道參數(shù)以及攝動模型,精確計算衛(wèi)星在不同時刻的位置和速度,為信號生成提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。信號調(diào)制算法將導(dǎo)航電文、偽隨機碼等信息按照特定的調(diào)制方式加載到載波上,生成符合衛(wèi)星信號特征的模擬信號。誤差模擬算法用于模擬信號傳播過程中的各種誤差,如電離層延遲誤差、對流層延遲誤差、多路徑誤差等,通過數(shù)學模型精確計算并疊加到模擬信號中,以真實反映實際環(huán)境對信號的影響。數(shù)據(jù)融合算法在與其他設(shè)備協(xié)同工作時發(fā)揮重要作用,例如將模擬器生成的衛(wèi)星信號數(shù)據(jù)與慣性測量單元的姿態(tài)數(shù)據(jù)進行融合,輸出綜合的導(dǎo)航信息,為測試接收機的組合導(dǎo)航性能提供數(shù)據(jù)支持。
GPS 軌跡模擬器通過模擬衛(wèi)星信號與接收機之間的交互來生成軌跡數(shù)據(jù)。它首先依據(jù)預(yù)設(shè)的地理位置信息和運動參數(shù),如起點坐標、終點坐標、行進速度、加速度等,構(gòu)建一個虛擬的運動模型。利用衛(wèi)星定位原理,將運動過程離散化為一系列時間節(jié)點,在每個節(jié)點上根據(jù)模型計算出對應(yīng)的模擬 GPS 坐標。例如,以勻加速直線運動為例,根據(jù)運動學公式計算不同時刻物體所在位置,轉(zhuǎn)化為經(jīng)緯度坐標。這些坐標信息按照 GPS 數(shù)據(jù)格式進行編碼,生成模擬的 GPS 軌跡數(shù)據(jù),如同真實的 GPS 接收機在該運動過程中接收到并記錄的數(shù)據(jù)一樣,為后續(xù)分析和應(yīng)用提供基礎(chǔ)。GNSS 發(fā)生器輸出特定格式信號,滿足不同應(yīng)用的基礎(chǔ)信號需求。
GNSS 導(dǎo)航模擬器具備良好的用戶平臺適配性。針對車載平臺,模擬器可與汽車的 CAN 總線連接,將模擬的 GNSS 信號與汽車的車速、轉(zhuǎn)向等信息融合,模擬車輛在行駛過程中的導(dǎo)航狀態(tài),為車載導(dǎo)航系統(tǒng)的升級與自動駕駛輔助功能的開發(fā)提供測試環(huán)境。對于無人機平臺,模擬器能模擬無人機在不同飛行高度、姿態(tài)下接收到的 GNSS 信號,考慮到無人機飛行速度快、機動性強的特點,精細調(diào)整信號參數(shù),滿足無人機導(dǎo)航系統(tǒng)在復(fù)雜飛行場景下的測試需求。在手持設(shè)備方面,模擬器通過藍牙或 USB 接口與設(shè)備連接,模擬日常出行中用戶手持設(shè)備的導(dǎo)航信號環(huán)境,助力優(yōu)化手機、平板電腦等設(shè)備的導(dǎo)航軟件。GNSS 衛(wèi)星信號模擬器調(diào)整信號相位,模擬信號干擾情況。航空GPS衛(wèi)星信號模擬器供應(yīng)商
GNSS 信號模擬器模擬多徑效應(yīng),優(yōu)化信號處理算法。車載GNSS接收器供應(yīng)商
GNSS 模擬器依托高性能硬件構(gòu)建。其重心信號生成模塊配備了先進的數(shù)字信號處理器(DSP),具備強大的運算能力,能夠?qū)崟r處理復(fù)雜的衛(wèi)星信號生成算法。例如,面對大量衛(wèi)星軌道數(shù)據(jù)的快速運算需求,DSP 可高效完成,確保信號生成的及時性與準確性。同時,采用現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)技術(shù),使硬件具備高度的靈活性。研發(fā)人員能根據(jù)不同的測試需求,靈活配置信號生成流程,快速實現(xiàn)對不同衛(wèi)星系統(tǒng)信號特征的模擬。高精度的時鐘源也是關(guān)鍵硬件組件,像原子鐘提供的超高穩(wěn)定性時間基準,保障了模擬器生成信號的時間精度,讓多衛(wèi)星信號間的同步誤差極小,為模擬真實衛(wèi)星信號環(huán)境奠定堅實基礎(chǔ)。車載GNSS接收器供應(yīng)商