定位精度是 GNSS 接收器的重心性能指標(biāo)。民用接收器精度通常在數(shù)米范圍,而采用差分定位技術(shù)的專業(yè)接收器精度可大幅提升。例如,實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)(RTK)差分技術(shù)能使定位精度達(dá)厘米級(jí)。靈敏度決定接收器接收微弱信號(hào)的能力,高靈敏度接收器可在信號(hào)受遮擋或干擾環(huán)境下正常工作,如在城市高樓間或室內(nèi)部分場(chǎng)景。更新率表示接收器每秒輸出定位信息的次數(shù),高更新率(如 10Hz 以上)適用于高速移動(dòng)目標(biāo),能及時(shí)反饋位置變化,確保動(dòng)態(tài)定位的準(zhǔn)確性。功耗也是重要指標(biāo),對(duì)于依賴電池供電的便攜式設(shè)備,低功耗接收器可延長(zhǎng)設(shè)備續(xù)航時(shí)間。GPS 導(dǎo)航模擬器模擬校園導(dǎo)航場(chǎng)景,方便師生出行。室內(nèi)GPS發(fā)生器廠家
GNSS 導(dǎo)航模擬器有著不同的精度等級(jí)。入門級(jí)模擬器定位精度一般在 10 米左右,主要用于一些對(duì)定位精度要求不高的基礎(chǔ)應(yīng)用測(cè)試,如兒童手表的大致位置定位功能測(cè)試。中級(jí)精度模擬器定位精度可達(dá) 1 - 5 米,適用于大多數(shù)消費(fèi)級(jí)導(dǎo)航產(chǎn)品,如普通車載導(dǎo)航、共享單車定位等的性能測(cè)試。而高精度模擬器精度可達(dá)到厘米級(jí)甚至毫米級(jí),這類模擬器常用于專業(yè)測(cè)繪、自動(dòng)駕駛汽車高精度定位等領(lǐng)域的研發(fā)與測(cè)試,通過(guò)極其精確的信號(hào)模擬,確保相關(guān)設(shè)備在高精度定位需求下的可靠性與準(zhǔn)確性。LABSAT 3gnss衛(wèi)星信號(hào)模擬器錄制回放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。
提升 GNSS 模擬器精度是關(guān)鍵目標(biāo)。在硬件方面,采用更高精度的時(shí)鐘源,如氫原子鐘,其超高的時(shí)間穩(wěn)定性可降低信號(hào)時(shí)間同步誤差。優(yōu)化射頻電路設(shè)計(jì),選用低噪聲放大器、高精度濾波器等組件,減少信號(hào)傳輸過(guò)程中的噪聲干擾與失真。在軟件算法上,不斷改進(jìn)軌道預(yù)測(cè)模型,考慮更多的攝動(dòng)因素,如太陽(yáng)光壓攝動(dòng)、地球潮汐攝動(dòng)等,提高衛(wèi)星軌道模擬精度。對(duì)于誤差模擬算法,利用更精確的大氣模型,如全球電離層圖模型(GIM)、高精度對(duì)流層模型等,減小電離層和對(duì)流層延遲誤差模擬的偏差。此外,通過(guò)增加信號(hào)通道數(shù)量,模擬更多衛(wèi)星信號(hào),采用多頻點(diǎn)信號(hào)融合技術(shù),提升定位精度,為高精度應(yīng)用領(lǐng)域提供更可靠的測(cè)試環(huán)境。
GNSS 模擬器的硬件架構(gòu)是其功能實(shí)現(xiàn)的基礎(chǔ)。重心硬件包括信號(hào)生成板卡,它集成了高精度的數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)和現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列(FPGA)。DSP 負(fù)責(zé)復(fù)雜的信號(hào)運(yùn)算,依據(jù)衛(wèi)星軌道參數(shù)、時(shí)間信息等生成精確的數(shù)字信號(hào);FPGA 則用于靈活配置信號(hào)生成流程,實(shí)現(xiàn)快速的數(shù)據(jù)處理與信號(hào)調(diào)制。射頻模塊也是關(guān)鍵部分,它將數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換為射頻信號(hào),并對(duì)其進(jìn)行放大、濾波等處理,確保模擬信號(hào)能以合適的功率和質(zhì)量輸出。此外,模擬器還配備了高精度的時(shí)鐘源,如原子鐘或銣鐘,為信號(hào)生成提供精細(xì)的時(shí)間基準(zhǔn),保證不同衛(wèi)星信號(hào)間的時(shí)間同步精度,這對(duì)于模擬多衛(wèi)星系統(tǒng)協(xié)同工作場(chǎng)景至關(guān)重要。存儲(chǔ)模塊用于存儲(chǔ)大量的衛(wèi)星軌道數(shù)據(jù)、信號(hào)特征庫(kù)等信息,以便快速調(diào)用生成各類模擬信號(hào)。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。
測(cè)繪行業(yè)對(duì)高精度定位有著極高要求,GNSS 模擬器在此發(fā)揮著關(guān)鍵作用。在地形測(cè)繪中,利用 GNSS 模擬器可以模擬不同衛(wèi)星星座組合、不同信號(hào)強(qiáng)度及多路徑干擾等情況,對(duì)測(cè)繪用 GNSS 接收機(jī)進(jìn)行多方面測(cè)試。例如,在山區(qū)測(cè)繪時(shí),因地形復(fù)雜易出現(xiàn)信號(hào)遮擋,通過(guò)模擬器模擬此類環(huán)境,可提前優(yōu)化接收機(jī)的抗干擾算法,確保實(shí)際測(cè)繪中能快速、準(zhǔn)確地獲取定位數(shù)據(jù)。在繪制地圖時(shí),為保證地圖精度,需對(duì) GNSS 設(shè)備進(jìn)行校準(zhǔn),GNSS 模擬器能提供標(biāo)準(zhǔn)信號(hào),幫助測(cè)繪人員校準(zhǔn)設(shè)備偏差,提高地圖繪制的準(zhǔn)確性。同時(shí),對(duì)于大面積土地測(cè)量項(xiàng)目,利用模擬器可模擬不同區(qū)域的衛(wèi)星信號(hào)狀況,合理規(guī)劃測(cè)量路線,提升測(cè)繪效率。GNSS 模擬器模擬動(dòng)態(tài)場(chǎng)景,測(cè)試接收機(jī)跟蹤性能。便攜式GPS模擬器錄制回放
GNSS 衛(wèi)星模擬器模擬衛(wèi)星星座布局,研究星座協(xié)同工作機(jī)制。室內(nèi)GPS發(fā)生器廠家
軟件定義 GNSS 模擬器主要依靠計(jì)算機(jī)軟件來(lái)生成 GNSS 信號(hào)。通過(guò)編寫復(fù)雜的算法,在計(jì)算機(jī)上模擬衛(wèi)星軌道、信號(hào)調(diào)制、傳播延遲等過(guò)程,然后利用數(shù)模轉(zhuǎn)換設(shè)備將數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)輸出。這種模擬器靈活性高,易于升級(jí)和修改模擬算法,適合科研機(jī)構(gòu)進(jìn)行新型信號(hào)體制研究或算法開發(fā)。硬件加速 GNSS 模擬器則采用特用的硬件芯片或電路來(lái)生成信號(hào)。這些硬件經(jīng)過(guò)優(yōu)化設(shè)計(jì),能快速處理大量信號(hào)計(jì)算任務(wù),提高信號(hào)生成的速度與精度,適用于對(duì)信號(hào)實(shí)時(shí)性要求高的應(yīng)用場(chǎng)景,如工業(yè)自動(dòng)化中的實(shí)時(shí)定位系統(tǒng)測(cè)試。室內(nèi)GPS發(fā)生器廠家