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。GNSS 导航模拟器模拟飞机飞行轨迹,保障航空导航安全。理工雷科GPS接收器

除了基础的导航信号模拟,GNSS 导航模拟器还具备多种拓展功能。一些模拟器支持多系统联合模拟,不能同时模拟 GPS、北斗、GLONASS 等多个卫星导航系统的信号,还能模拟不同系统信号之间的相互干扰与协同工作情况,为多系统融合导航设备的研发提供多方面测试。部分模拟器具备信号干扰模拟功能,可生成窄带干扰、宽带干扰等多种干扰信号,与正常 GNSS 信号叠加,测试接收机在干扰环境下的抗干扰能力与定位稳定性。此外,有的模拟器还能模拟时间同步信号,用于测试对时间精度要求极高的应用场景,如电力系统的时间同步设备。理工雷科GPS接收器GPS 导航模拟器模拟复杂路况,优化车载导航系统体验。

该模拟器在环境模拟方面表现不错。对于信号传播过程中的关键影响因素,如电离层和对流层对信号的延迟,能通过高精度的大气模型进行精确模拟。利用全球电离层图模型(GIM),可准确反映不同时间、地点的电离层变化对信号的影响。在模拟多路径效应时,根据周围环境的反射特性,如建筑物、地形等的反射系数,精确模拟信号经多次反射后到达接收机的路径与强度,使接收机在实验室环境中就能经历与真实复杂环境极为相似的信号接收状况,为接收机在复杂环境下的性能评估提供可靠依据。
GNSS 导航模拟器对 GNSS 信号特性的模拟十分精确。它能精确复现卫星信号的伪随机噪声码,确保每个卫星的码序列与真实情况一致,从而使接收机能够准确识别卫星。在信号强度模拟方面,可根据卫星与接收机的相对位置、传播距离以及各种干扰因素,精确调节信号强度,范围从强信号的 - 120dBm 左右到弱信号的 - 160dBm 以下,模拟不同环境下信号强度的变化。同时,模拟器还能模拟信号的多普勒频移,根据接收机与卫星的相对运动速度,精确调整信号频率,真实反映动态场景下信号频率的改变,为接收机的动态定位性能测试提供保障。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。

信号生成基础:GNSS 信号模拟器首要任务是生成基础信号。它基于精确的数学算法,模拟卫星在太空中的运动轨迹。以 GPS 系统为例,依据开普勒定律等轨道力学知识,计算出卫星在不同时刻的精确位置。同时,内置高精度时钟模型,模拟卫星携带的原子钟信号。通过这些复杂的运算,得到每个卫星对应的伪随机噪声(PRN)码序列起始点。这些 PRN 码如同卫星的独特 “指纹”,每个卫星都有专属序列。将卫星位置信息、时钟信息与 PRN 码信息相结合,利用数字信号处理器(DSP)生成较初的数字基带信号,为后续模拟真实卫星信号奠定基础。GNSS 轨迹模拟器生成不规则轨迹,模拟野生动物迁徙路径。理工雷科GPS接收器
GPS 轨迹模拟器设定不同速度模拟,用于运动数据分析。理工雷科GPS接收器
基础型 GNSS 模拟器功能相对简单,主要能够模拟卫星信号的基本特征,如生成固定数量卫星的标准信号,可进行简单的信号强度调节。它适用于初学者对 GNSS 接收机基本功能的初步测试,以及一些对信号模拟要求不高的基础教学场景。高级型 GNSS 模拟器则具备丰富的功能,除了模拟常规信号外,还能精确模拟复杂的信号环境,如多径效应、信号干扰等。它可设置多种动态场景,对接收机的抗干扰能力、动态性能等进行多方面测试,常用于专业的科研项目以及不错产品的研发测试。理工雷科GPS接收器
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