信号传播模型构建:为了模拟信号从卫星到接收机的真实传播过程,GNSS 信号模拟器构建了复杂的传播模型。它考虑了多种影响信号传播的因素,如电离层延迟。由于电离层中的自由电子会对信号产生折射,导致信号传播路径变长,模拟器通过特定的数学模型,根据太阳活动、时间、地理位置等参数计算电离层延迟量,并相应地调整信号传播时间。还有对流层延迟,它受大气温度、湿度和压力等影响,模拟器利用经验公式,结合实时气象数据来模拟对流层延迟对信号的影响。此外,还考虑了多径效应,模拟信号在建筑物、地形等物体表面反射后,多条路径信号叠加对接收信号的干扰。GNSS 轨迹模拟器生成循环轨迹,适用于周期性运动场景模拟。航海GPS轨迹模拟器
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。航海GPS轨迹模拟器GPS 模拟器模拟隧道内信号,测试定位设备适应性。
定位精度是 GNSS 接收器的重心性能指标。民用接收器精度通常在数米范围,而采用差分定位技术的专业接收器精度可大幅提升。例如,实时动态(RTK)差分技术能使定位精度达厘米级。灵敏度决定接收器接收微弱信号的能力,高灵敏度接收器可在信号受遮挡或干扰环境下正常工作,如在城市高楼间或室内部分场景。更新率表示接收器每秒输出定位信息的次数,高更新率(如 10Hz 以上)适用于高速移动目标,能及时反馈位置变化,确保动态定位的准确性。功耗也是重要指标,对于依赖电池供电的便携式设备,低功耗接收器可延长设备续航时间。
GNSS 射频模拟器的工作基于对卫星信号传播过程的精确模拟。首先,它依据卫星轨道模型,精确计算不同时刻卫星的空间位置,这涉及复杂的天体力学算法,确保模拟卫星位置与真实情况高度契合。随后,根据卫星位置确定信号传播延迟,考虑到信号在电离层、对流层中的传播影响,运用相应的物理模型进行修正。例如,通过 Klobuchar 模型处理电离层延迟,利用 Saastamoinen 模型计算对流层延迟。接着,生成卫星发射的伪随机噪声(PRN)码序列,每个卫星对应独特的码序列。较后,将携带卫星位置、时间信息以及 PRN 码的基带信号,通过调制技术加载到射频载波上,输出模拟的 GNSS 射频信号,完整模拟卫星信号从太空到地面的传播路径。GPS 模拟器模拟真实 GPS 信号环境,用于测试定位设备性能。
与其他设备协同工作解析:GNSS 射频模拟器常与 GNSS 接收机协同工作,用于接收机的性能测试。模拟器输出模拟信号,接收机接收并处理信号,通过对比接收机输出的定位结果与模拟器预设的真实位置信息,评估接收机的定位精度、灵敏度等性能指标。它还可与信号分析仪配合,对模拟器输出信号进行深入分析。信号分析仪能检测信号的频谱特性、调制质量等,帮助技术人员优化模拟器的信号生成参数,确保输出信号的准确性。在一些复杂测试场景中,模拟器还可与转台等设备协同,模拟接收机在不同姿态下接收到的 GNSS 信号,多方面测试接收机在动态环境中的性能。GNSS 卫星信号模拟器调整信号相位,模拟信号干扰情况。航海GPS轨迹模拟器
GPS 模拟器模拟城市峡谷环境,测试定位设备信号穿透能力。航海GPS轨迹模拟器
在交通领域,GPS 轨迹模拟器用于智能交通系统的测试与优化。例如,模拟不同车辆在道路上的行驶轨迹,为交通流量预测、信号灯配时优化提供数据支持,帮助改善城市交通拥堵状况。在物流行业,它可模拟货物运输车辆的行驶路径,用于物流调度方案的制定与评估,提前规划较优运输路线,降低运输成本。在户外运动产品研发中,厂商利用模拟器生成各种户外运动轨迹,如徒步、骑行、登山等轨迹,测试运动手表、导航设备等产品在不同运动场景下对轨迹记录和导航功能的准确性,提升产品性能。航海GPS轨迹模拟器
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