航空航天領(lǐng)域?qū)?dǎo)航精度和可靠性要求極高,GNSS 模擬器在此發(fā)揮著關(guān)鍵作用。在飛機導(dǎo)航系統(tǒng)的研發(fā)與測試過程中,模擬器模擬飛機在起飛、巡航、降落等不同飛行階段所接收的衛(wèi)星信號。例如,模擬飛機在進近降落階段,受機場周邊地形、建筑物影響的信號變化情況,以此測試飛機導(dǎo)航系統(tǒng)能否精細引導(dǎo)飛機安全著陸。對于衛(wèi)星發(fā)射任務(wù),在衛(wèi)星發(fā)射前的地面測試階段,GNSS 模擬器模擬衛(wèi)星在軌道上可能接收到的各類 GNSS 信號,對衛(wèi)星的導(dǎo)航定位模塊進行多方面測試,確保衛(wèi)星進入太空后,能夠利用 GNSS 信號準確確定軌道和姿態(tài),為航天任務(wù)的順利實施提供保障。GNSS 信號模擬器模擬多徑效應(yīng),優(yōu)化信號處理算法。室內(nèi)GNSS模擬器
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。北斗gnss發(fā)生器GPS 發(fā)生器提供穩(wěn)定頻率 GPS 信號,保障定位穩(wěn)定。
GPS 軌跡模擬器常與地理信息系統(tǒng)(GIS)集成,將模擬軌跡直觀地展示在詳細的地圖背景上,借助 GIS 強大的空間分析功能,對軌跡進行空間查詢、分析軌跡與地理要素的關(guān)系等。它還可與車輛自動駕駛系統(tǒng)集成,模擬各種路況下的車輛行駛軌跡,為自動駕駛算法的訓(xùn)練和測試提供大量數(shù)據(jù),幫助優(yōu)化自動駕駛決策模型。在智能安防領(lǐng)域,與監(jiān)控系統(tǒng)集成,通過模擬人員或物體的移動軌跡,測試安防系統(tǒng)對異常軌跡的監(jiān)測和預(yù)警能力,提升安防系統(tǒng)的智能化水平。
農(nóng)業(yè)生產(chǎn)正朝著智能化、精細化方向發(fā)展,GNSS 模擬器在其中貢獻明顯。在精細農(nóng)業(yè)中,農(nóng)民使用搭載 GNSS 接收機的農(nóng)機設(shè)備進行作業(yè),GNSS 模擬器可模擬農(nóng)田不同位置的衛(wèi)星信號環(huán)境。比如在農(nóng)田中有高大樹木或建筑物的區(qū)域,模擬信號遮擋情況,測試農(nóng)機自動駕駛系統(tǒng)能否準確按照預(yù)設(shè)路線進行播種、施肥、灌溉等作業(yè)。通過模擬測試,優(yōu)化農(nóng)機設(shè)備的導(dǎo)航算法,提高農(nóng)機作業(yè)的精度,避免因定位偏差導(dǎo)致的資源浪費,實現(xiàn)精細投入,提高農(nóng)作物產(chǎn)量與質(zhì)量,推動農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化進程。GNSS 衛(wèi)星模擬器模擬衛(wèi)星軌道攝動,研究軌道變化影響。
信號傳播模型構(gòu)建:為了模擬信號從衛(wèi)星到接收機的真實傳播過程,GNSS 信號模擬器構(gòu)建了復(fù)雜的傳播模型。它考慮了多種影響信號傳播的因素,如電離層延遲。由于電離層中的自由電子會對信號產(chǎn)生折射,導(dǎo)致信號傳播路徑變長,模擬器通過特定的數(shù)學(xué)模型,根據(jù)太陽活動、時間、地理位置等參數(shù)計算電離層延遲量,并相應(yīng)地調(diào)整信號傳播時間。還有對流層延遲,它受大氣溫度、濕度和壓力等影響,模擬器利用經(jīng)驗公式,結(jié)合實時氣象數(shù)據(jù)來模擬對流層延遲對信號的影響。此外,還考慮了多徑效應(yīng),模擬信號在建筑物、地形等物體表面反射后,多條路徑信號疊加對接收信號的干擾。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。欺騙干擾GPS模擬器錄制回放
GPS 發(fā)生器輸出多頻 GPS 信號,滿足高精度定位需求。室內(nèi)GNSS模擬器
動態(tài)場景模擬機制:為了測試 GNSS 接收機在不同運動場景下的性能,信號模擬器具備動態(tài)場景模擬能力。對于移動的接收機,如汽車、飛機等,模擬器模擬其運動狀態(tài)對信號的影響。它根據(jù)設(shè)定的運動軌跡,如直線加速、圓周運動、復(fù)雜的飛行航線等,實時計算接收機與衛(wèi)星之間的相對運動速度和距離變化。根據(jù)多普勒效應(yīng),相對運動速度會導(dǎo)致接收信號的頻率發(fā)生偏移,模擬器相應(yīng)地調(diào)整衛(wèi)星信號的頻率。同時,根據(jù)距離變化調(diào)整信號傳播延遲,使得模擬信號能夠真實反映接收機在動態(tài)場景中接收到的 GNSS 信號特征,滿足對接收機動態(tài)性能測試的需求。室內(nèi)GNSS模擬器