該模擬器在環(huán)境模擬方面表現(xiàn)不錯。對于信號傳播過程中的關(guān)鍵影響因素,如電離層和對流層對信號的延遲,能通過高精度的大氣模型進行精確模擬。利用全球電離層圖模型(GIM),可準確反映不同時間、地點的電離層變化對信號的影響。在模擬多路徑效應時,根據(jù)周圍環(huán)境的反射特性,如建筑物、地形等的反射系數(shù),精確模擬信號經(jīng)多次反射后到達接收機的路徑與強度,使接收機在實驗室環(huán)境中就能經(jīng)歷與真實復雜環(huán)境極為相似的信號接收狀況,為接收機在復雜環(huán)境下的性能評估提供可靠依據(jù)。GNSS 衛(wèi)星模擬器模擬衛(wèi)星軌道攝動,研究軌道變化影響。室內(nèi)GPS模擬器錄制回放
GNSS 導航模擬器有著不同的精度等級。入門級模擬器定位精度一般在 10 米左右,主要用于一些對定位精度要求不高的基礎應用測試,如兒童手表的大致位置定位功能測試。中級精度模擬器定位精度可達 1 - 5 米,適用于大多數(shù)消費級導航產(chǎn)品,如普通車載導航、共享單車定位等的性能測試。而高精度模擬器精度可達到厘米級甚至毫米級,這類模擬器常用于專業(yè)測繪、自動駕駛汽車高精度定位等領域的研發(fā)與測試,通過極其精確的信號模擬,確保相關(guān)設備在高精度定位需求下的可靠性與準確性。LABSAT 3GPS衛(wèi)星信號模擬器GNSS 仿真模擬器結(jié)合大數(shù)據(jù),模擬復雜地理環(huán)境信號。
隨著科技不斷進步,GNSS 模擬器呈現(xiàn)出多種發(fā)展趨勢。一方面,精度會持續(xù)提升,通過更先進的算法和硬件技術(shù),將模擬信號的誤差降低至毫米甚至亞毫米級,滿足如高精度測繪、量子導航等前沿領域需求。另一方面,功能集成化程度越來越高,未來的 GNSS 模擬器可能會集成慣性導航、視覺導航等多種導航方式的模擬功能,為融合導航系統(tǒng)測試提供一站式解決方案。此外,隨著物聯(lián)網(wǎng)和 5G 技術(shù)發(fā)展,GNSS 模擬器將具備更強的網(wǎng)絡連接能力,可實現(xiàn)遠程控制與分布式測試,方便全球范圍內(nèi)的科研團隊協(xié)同開展測試工作。同時,在模擬復雜環(huán)境方面,會更加逼真地模擬如近地空間環(huán)境變化對衛(wèi)星信號的影響,推動 GNSS 技術(shù)在極端環(huán)境下的應用發(fā)展。
軟件算法在 GNSS 模擬器中起著智能重心的作用。軌道預測算法根據(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數(shù)據(jù)。信號調(diào)制算法將導航電文、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,輸出綜合的導航信息,為測試接收機的組合導航性能提供數(shù)據(jù)支持。GNSS 接收器增加抗干擾模塊,適應復雜電磁環(huán)境。
GNSS 模擬器常與多種設備協(xié)同,發(fā)揮更大效能。與慣性測量單元(IMU)協(xié)同,可模擬組合導航系統(tǒng)運行。模擬器輸出衛(wèi)星信號,IMU 提供加速度、角速度等信息,二者數(shù)據(jù)融合,測試組合導航算法在不同場景下的性能,如在車輛急加速、轉(zhuǎn)彎等動態(tài)過程中,檢驗定位精度的穩(wěn)定性。與射頻前端設備配合,能優(yōu)化接收機射頻鏈路性能。模擬器提供射頻信號,通過調(diào)整信號參數(shù),如帶寬、中心頻率等,測試射頻前端對不同信號的處理能力,包括信號放大、濾波、下變頻等環(huán)節(jié),助力優(yōu)化射頻前端設計。此外,在智能交通系統(tǒng)中,GNSS 模擬器與車載通信設備協(xié)同,模擬車輛在行駛過程中,定位信號與通信信號的交互,保障車聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下定位與通信的協(xié)同順暢。GPS 模擬器模擬高速移動場景,測試定位設備動態(tài)性能。北斗GPS衛(wèi)星模擬器
GNSS 導航模擬器模擬室內(nèi)導航場景,推動室內(nèi)定位發(fā)展。室內(nèi)GPS模擬器錄制回放
在消費電子領域,便攜式 GNSS 模擬器備受青睞。這類模擬器體積小巧、便于攜帶,能夠模擬常見的城市、郊區(qū)等環(huán)境下的 GNSS 信號,用于測試智能手機、智能手表等消費級產(chǎn)品的定位功能,確保產(chǎn)品在不同場景下的定位精度與穩(wěn)定性。對于汽車行業(yè),車載 GNSS 模擬器是關(guān)鍵工具。它不能模擬車輛行駛過程中的動態(tài)信號,還可結(jié)合汽車電子系統(tǒng),模擬復雜交通場景,如多車交匯、進出隧道等情況下的信號變化,助力汽車導航系統(tǒng)與自動駕駛輔助系統(tǒng)的研發(fā)與測試。航空航天領域則依賴高精度 GNSS 模擬器,此類模擬器能模擬飛機在高空飛行時面臨的信號環(huán)境,包括信號弱、干擾復雜等情況,用于測試飛機導航系統(tǒng)的可靠性與準確性。室內(nèi)GPS模擬器錄制回放