車載式GPS信號(hào)模擬器錄制回放

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(jī)導(dǎo)航系統(tǒng)的研發(fā)與測(cè)試過(guò)程中，模擬器模擬飛機(jī)在起飛、巡航、降落等不同飛行階段所接收的衛(wèi)星信號(hào)。例如，模擬飛機(jī)在進(jìn)近降落階段，受機(jī)場(chǎng)周邊地形、建筑物影響的信號(hào)變化情況，以此測(cè)試飛機(jī)導(dǎo)航系統(tǒng)能否精細(xì)引導(dǎo)飛機(jī)安全著陸。對(duì)于衛(wèi)星發(fā)射任務(wù)，在衛(wèi)星發(fā)射前的地面測(cè)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(hào)，對(duì)衛(wèi)星的導(dǎo)航定位模塊進(jìn)行多方面測(cè)試，確保衛(wèi)星進(jìn)入太空后，能夠利用 GNSS 信號(hào)準(zhǔn)確確定軌道和姿態(tài)，為航天任務(wù)的順利實(shí)施提供保障。GNSS 信號(hào)模擬器模擬信號(hào)中斷場(chǎng)景，測(cè)試接收機(jī)恢復(fù)能力。車載式GPS信號(hào)模擬器錄制回放

GNSS 接收器工作時(shí)，首要步驟是捕獲衛(wèi)星信號(hào)。它通過(guò)搜索特定頻段，如 GPS 的 L1、L2 頻段，北斗的 B1、B2 頻段等，識(shí)別出衛(wèi)星發(fā)射的偽隨機(jī)噪聲（PRN）碼。一旦捕獲到信號(hào)，便進(jìn)入跟蹤階段，持續(xù)鎖定衛(wèi)星信號(hào)，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(gè)衛(wèi)星信號(hào)的時(shí)間延遲，結(jié)合衛(wèi)星軌道信息，運(yùn)用三角測(cè)量原理計(jì)算自身位置。例如，通過(guò)測(cè)量信號(hào)從三顆衛(wèi)星傳播到接收器的時(shí)間差，確定以衛(wèi)星為球心、傳播距離為半徑的三個(gè)球面，其交點(diǎn)即為接收器位置。同時(shí)，接收器還能根據(jù)信號(hào)頻率的多普勒頻移計(jì)算速度，依據(jù)時(shí)間信息實(shí)現(xiàn)時(shí)鐘同步。船載型GPS發(fā)生器錄制回放GNSS 模擬器模擬動(dòng)態(tài)場(chǎng)景，測(cè)試接收機(jī)跟蹤性能。

在全球范圍內(nèi)，GNSS 模擬器市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)較為激烈。國(guó)外有名廠商如思博倫（Spirent）、羅德與施瓦茨（R&S）憑借長(zhǎng)期技術(shù)積累與品牌優(yōu)勢(shì)，占據(jù)不錯(cuò)市場(chǎng)主導(dǎo)地位。它們的產(chǎn)品在精度、功能豐富度上表現(xiàn)不錯(cuò)，普遍應(yīng)用于軍方、航天等關(guān)鍵領(lǐng)域。國(guó)內(nèi)廠商近年來(lái)發(fā)展迅速，像北斗星通等企業(yè)，依托國(guó)內(nèi)北斗衛(wèi)星系統(tǒng)發(fā)展機(jī)遇，不斷推出具有性價(jià)比優(yōu)勢(shì)的產(chǎn)品，在中低端市場(chǎng)具有較強(qiáng)競(jìng)爭(zhēng)力，并且逐步向不錯(cuò)市場(chǎng)滲透。此外，一些新興科技企業(yè)也在通過(guò)創(chuàng)新技術(shù)，如基于云計(jì)算的模擬器服務(wù)等，試圖在市場(chǎng)中開辟新賽道。隨著市場(chǎng)需求不斷增長(zhǎng)，尤其是自動(dòng)駕駛、物聯(lián)網(wǎng)等新興領(lǐng)域?qū)Ω呔榷ㄎ粶y(cè)試需求的爆發(fā)，各廠商不斷加大研發(fā)投入，競(jìng)爭(zhēng)將愈發(fā)激烈，推動(dòng)產(chǎn)品持續(xù)升級(jí)。

GNSS 導(dǎo)航模擬器能夠創(chuàng)建豐富多樣的導(dǎo)航場(chǎng)景。在城市環(huán)境模擬中，它可精細(xì)模擬高樓林立導(dǎo)致的信號(hào)遮擋與多徑效應(yīng)，通過(guò)構(gòu)建詳細(xì)的城市三維地圖，依據(jù)建筑物布局計(jì)算信號(hào)傳播路徑，讓接收機(jī)體驗(yàn)到在城市街道中定位時(shí)信號(hào)的復(fù)雜變化，助力優(yōu)化城市環(huán)境下的導(dǎo)航算法。對(duì)于山區(qū)場(chǎng)景，模擬器根據(jù)地形起伏模擬信號(hào)受山體阻擋、反射的情況，為山區(qū)探險(xiǎn)設(shè)備、森林防火監(jiān)測(cè)設(shè)備等的導(dǎo)航性能測(cè)試提供真實(shí)環(huán)境模擬。在海洋場(chǎng)景下，模擬器考慮到開闊水域中信號(hào)傳播相對(duì)穩(wěn)定但受電離層和對(duì)流層影響較大的特點(diǎn)，結(jié)合海洋氣象數(shù)據(jù)模擬信號(hào)變化，滿足船舶導(dǎo)航系統(tǒng)的測(cè)試需求。GNSS 軌跡模擬器生成循環(huán)軌跡，適用于周期性運(yùn)動(dòng)場(chǎng)景模擬。

GNSS 模擬器可分為射頻（RF）模擬器和中頻（IF）模擬器。射頻模擬器直接生成與真實(shí) GNSS 衛(wèi)星發(fā)射頻率相同的射頻信號(hào)，通常涵蓋 GPS L1、L2、L5 頻段，以及北斗、GLONASS 等其他系統(tǒng)對(duì)應(yīng)頻段。其優(yōu)勢(shì)在于能直接模擬衛(wèi)星信號(hào)在空中傳播后的真實(shí)狀態(tài)，無(wú)需接收機(jī)進(jìn)行額外的下變頻處理，適用于對(duì)接收機(jī)前端射頻性能測(cè)試，如天線性能、射頻濾波器效果評(píng)估等。而中頻模擬器輸出的是經(jīng)過(guò)下變頻后的中頻信號(hào)，頻率一般在幾百兆赫茲以下。這種類型便于進(jìn)行信號(hào)處理算法的測(cè)試與驗(yàn)證，因?yàn)橹蓄l信號(hào)更易于被數(shù)字信號(hào)處理設(shè)備采集和分析，開發(fā)人員可專注于研究信號(hào)解算、定位算法等重心功能。GNSS 衛(wèi)星信號(hào)模擬器可調(diào)整信號(hào)強(qiáng)度，模擬不同距離下的信號(hào)接收。LabSatgnss衛(wèi)星信號(hào)模擬器錄制回放

GPS 衛(wèi)星信號(hào)模擬器模擬多路徑干擾，檢測(cè)接收機(jī)抗干擾能力。車載式GPS信號(hào)模擬器錄制回放

信號(hào)輸出與校準(zhǔn)環(huán)節(jié)：經(jīng)過(guò)一系列復(fù)雜模擬過(guò)程生成的 GNSS 信號(hào)，較終要通過(guò)特定接口輸出給接收機(jī)。模擬器配備多種輸出接口，如射頻輸出接口，直接輸出模擬的射頻信號(hào)，可連接到接收機(jī)的天線接口。在輸出信號(hào)之前，需要進(jìn)行校準(zhǔn)操作。校準(zhǔn)過(guò)程利用高精度的參考信號(hào)源，對(duì)模擬器生成信號(hào)的頻率、幅度、相位等參數(shù)進(jìn)行精確測(cè)量和調(diào)整。例如，通過(guò)與原子鐘參考源對(duì)比，校準(zhǔn)信號(hào)的頻率準(zhǔn)確性；通過(guò)功率計(jì)測(cè)量，校準(zhǔn)信號(hào)的幅度精度。確保輸出的 GNSS 信號(hào)在各個(gè)參數(shù)上都符合高精度的標(biāo)準(zhǔn)，以提供可靠的測(cè)試信號(hào)給 GNSS 接收機(jī)，保證測(cè)試結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性。車載式GPS信號(hào)模擬器錄制回放