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。GNSS 接收器采用多通道技术,提高信号捕获效率。车载式gnss仿真模拟器录制回放
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。gnss轨迹模拟器GPS 卫星信号模拟器模拟多路径干扰,检测接收机抗干扰能力。
GNSS 模拟器可分为射频(RF)模拟器和中频(IF)模拟器。射频模拟器直接生成与真实 GNSS 卫星发射频率相同的射频信号,通常涵盖 GPS L1、L2、L5 频段,以及北斗、GLONASS 等其他系统对应频段。其优势在于能直接模拟卫星信号在空中传播后的真实状态,无需接收机进行额外的下变频处理,适用于对接收机前端射频性能测试,如天线性能、射频滤波器效果评估等。而中频模拟器输出的是经过下变频后的中频信号,频率一般在几百兆赫兹以下。这种类型便于进行信号处理算法的测试与验证,因为中频信号更易于被数字信号处理设备采集和分析,开发人员可专注于研究信号解算、定位算法等重心功能。
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 模拟器模拟不同海拔信号,测试定位设备适用性。
软件定义 GNSS 模拟器主要依靠计算机软件来生成 GNSS 信号。通过编写复杂的算法,在计算机上模拟卫星轨道、信号调制、传播延迟等过程,然后利用数模转换设备将数字信号转换为模拟信号输出。这种模拟器灵活性高,易于升级和修改模拟算法,适合科研机构进行新型信号体制研究或算法开发。硬件加速 GNSS 模拟器则采用特用的硬件芯片或电路来生成信号。这些硬件经过优化设计,能快速处理大量信号计算任务,提高信号生成的速度与精度,适用于对信号实时性要求高的应用场景,如工业自动化中的实时定位系统测试。GNSS 信号模拟器能精确复现卫星信号特征,用于设备校准与优化。理工雷科GPS轨迹模拟器录制回放
GNSS 轨迹模拟器依据设定参数生成多样轨迹,为运动分析提供数据。车载式gnss仿真模拟器录制回放
信号调制过程:生成的基带信号需要经过调制才能模拟真实 GNSS 信号。常见的调制方式是二进制相移键控(BPSK)调制。在这个过程中,将基带信号的信息加载到高频载波上。具体而言,利用载波的相位变化来表示基带信号中的 “0” 和 “1”。比如,当基带信号为 “0” 时,载波相位不变;当基带信号为 “1” 时,载波相位翻转 180 度。通过这种调制方式,把低频的基带信号转换为高频的射频信号,使其能够在空气中远距离传播,并且符合 GNSS 信号在空中传播的特性,便于后续被 GNSS 接收机接收和解调。车载式gnss仿真模拟器录制回放
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