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 仿真模拟器结合大数据,模拟复杂地理环境信号。北斗GPS信号模拟器录制回放
GPS 轨迹模拟器通过模拟卫星信号与接收机之间的交互来生成轨迹数据。它首先依据预设的地理位置信息和运动参数,如起点坐标、终点坐标、行进速度、加速度等,构建一个虚拟的运动模型。利用卫星定位原理,将运动过程离散化为一系列时间节点,在每个节点上根据模型计算出对应的模拟 GPS 坐标。例如,以匀加速直线运动为例,根据运动学公式计算不同时刻物体所在位置,转化为经纬度坐标。这些坐标信息按照 GPS 数据格式进行编码,生成模拟的 GPS 轨迹数据,如同真实的 GPS 接收机在该运动过程中接收到并记录的数据一样,为后续分析和应用提供基础。船载型gnss卫星信号模拟器GNSS 卫星信号模拟器调整信号相位,模拟信号干扰情况。
信号功率是 GNSS 射频模拟器的重要技术指标之一,其输出功率范围通常在 - 165dBm 至 - 20dBm 之间,可精确模拟卫星信号在不同传播距离下的强度变化。频率稳定度也是关键指标,一般要求达到 10⁻¹² 量级,确保长时间内输出信号频率的稳定性,避免因频率漂移影响测试精度。通道数量决定了模拟器能够同时模拟的卫星数量,常见的模拟器可支持 12 至 32 个通道,满足多卫星系统测试需求。此外,信号切换时间也是考量因素,快速的信号切换时间(如微秒级)能实现不同测试场景的快速切换,提高测试效率。
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。GPS 信号模拟器生成弱信号,测试接收机灵敏度。
GNSS 模拟器具有出色的应用适配能力。在测绘领域,可模拟不同地形地貌下的卫星信号,无论是平原地区的开阔视野,还是山区的信号遮挡环境,都能精细模拟,满足测绘设备在复杂地理条件下的测试需求。在自动驾驶行业,模拟器能根据车辆行驶场景,模拟高速行驶、城市道路拥堵、路口转弯等不同状态下的卫星信号变化,助力自动驾驶系统的研发与测试。对于航空航天应用,它可模拟飞机起飞、巡航、降落以及卫星在轨道运行等不同阶段的信号环境,确保航空航天设备的导航系统在各种工况下都能得到充分测试,适配多种行业的多样化应用场景。GPS 轨迹模拟器能灵活编辑轨迹,适配户外运动产品研发需求。船载型gnss卫星信号模拟器
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。北斗GPS信号模拟器录制回放
GNSS 模拟器能灵活调整信号特性。在信号频率方面,可精确设置不同卫星系统的载波频率,如 GPS 的 L1、L2 频段,北斗的 B1、B2、B3 频段等,满足对不同频段信号测试的需求。信号幅度也能根据实际场景需求进行灵活调节,模拟卫星与接收机距离变化导致的信号强度改变。调制方式更是多样,除常见的二进制相移键控(BPSK)外,还支持正交相移键控(QPSK)、二进制偏移载波(BOC)等复杂调制方式,用户可根据特定卫星信号特征选择合适的调制方式,实现对不同卫星信号的精细模拟与测试。北斗GPS信号模拟器录制回放
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