信號(hào)生成基礎(chǔ)：GNSS 信號(hào)模擬器首要任務(wù)是生成基礎(chǔ)信號(hào)。它基于精確的數(shù)學(xué)算法，模擬衛(wèi)星在太空中的運(yùn)動(dòng)軌跡。以 GPS 系統(tǒng)為例，依據(jù)開普勒定律等軌道力學(xué)知識(shí)，計(jì)算出衛(wèi)星在不同時(shí)刻的精確位置。同時(shí)，內(nèi)置高精度時(shí)鐘模型，模擬衛(wèi)星攜帶的原子鐘信號(hào)。通過這些復(fù)雜的運(yùn)算，得到每個(gè)衛(wèi)星對(duì)應(yīng)的偽隨機(jī)噪聲（PRN）碼序列起始點(diǎn)。這些 PRN 碼如同衛(wèi)星的獨(dú)特 “指紋”，每個(gè)衛(wèi)星都有專屬序列。將衛(wèi)星位置信息、時(shí)鐘信息與 PRN 碼信息相結(jié)合，利用數(shù)字信號(hào)處理器（DSP）生成較初的數(shù)字基帶信號(hào)，為后續(xù)模擬真實(shí)衛(wèi)星信號(hào)奠定基礎(chǔ)。GPS 衛(wèi)星信號(hào)模擬器模擬不同衛(wèi)星系統(tǒng)信號(hào)融合，測(cè)試兼容性。LABSAT 3GPS衛(wèi)星信號(hào)模擬器

軟件算法在 GNSS 模擬器中起著智能重心的作用。軌道預(yù)測(cè)算法根據(jù)衛(wèi)星的開普勒軌道參數(shù)以及攝動(dòng)模型，精確計(jì)算衛(wèi)星在不同時(shí)刻的位置和速度，為信號(hào)生成提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。信號(hào)調(diào)制算法將導(dǎo)航電文、偽隨機(jī)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(hào)特征的模擬信號(hào)。誤差模擬算法用于模擬信號(hào)傳播過程中的各種誤差，如電離層延遲誤差、對(duì)流層延遲誤差、多路徑誤差等，通過數(shù)學(xué)模型精確計(jì)算并疊加到模擬信號(hào)中，以真實(shí)反映實(shí)際環(huán)境對(duì)信號(hào)的影響。數(shù)據(jù)融合算法在與其他設(shè)備協(xié)同工作時(shí)發(fā)揮重要作用，例如將模擬器生成的衛(wèi)星信號(hào)數(shù)據(jù)與慣性測(cè)量單元的姿態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行融合，輸出綜合的導(dǎo)航信息，為測(cè)試接收機(jī)的組合導(dǎo)航性能提供數(shù)據(jù)支持。LABSAT 3GPS衛(wèi)星信號(hào)模擬器GNSS 衛(wèi)星信號(hào)模擬器調(diào)整信號(hào)極化方式，測(cè)試接收機(jī)兼容性。

GNSS 導(dǎo)航模擬器具備良好的用戶平臺(tái)適配性。針對(duì)車載平臺(tái)，模擬器可與汽車的 CAN 總線連接，將模擬的 GNSS 信號(hào)與汽車的車速、轉(zhuǎn)向等信息融合，模擬車輛在行駛過程中的導(dǎo)航狀態(tài)，為車載導(dǎo)航系統(tǒng)的升級(jí)與自動(dòng)駕駛輔助功能的開發(fā)提供測(cè)試環(huán)境。對(duì)于無人機(jī)平臺(tái)，模擬器能模擬無人機(jī)在不同飛行高度、姿態(tài)下接收到的 GNSS 信號(hào)，考慮到無人機(jī)飛行速度快、機(jī)動(dòng)性強(qiáng)的特點(diǎn)，精細(xì)調(diào)整信號(hào)參數(shù)，滿足無人機(jī)導(dǎo)航系統(tǒng)在復(fù)雜飛行場(chǎng)景下的測(cè)試需求。在手持設(shè)備方面，模擬器通過藍(lán)牙或 USB 接口與設(shè)備連接，模擬日常出行中用戶手持設(shè)備的導(dǎo)航信號(hào)環(huán)境，助力優(yōu)化手機(jī)、平板電腦等設(shè)備的導(dǎo)航軟件。

GPS 軌跡模擬器具備多種重心功能。其一，軌跡編輯功能強(qiáng)大，用戶可在地圖界面上直接繪制軌跡，自由設(shè)定轉(zhuǎn)折點(diǎn)、曲線形狀等，也能通過輸入具體的坐標(biāo)點(diǎn)和時(shí)間參數(shù)來精確構(gòu)建軌跡。其二，速度和時(shí)間控制功能實(shí)用，能夠靈活調(diào)整模擬運(yùn)動(dòng)的速度，支持實(shí)時(shí)、加速或減速模擬，還可精確設(shè)定軌跡的起始時(shí)間和持續(xù)時(shí)長，滿足不同場(chǎng)景下對(duì)時(shí)間因素的模擬需求。其三，數(shù)據(jù)輸出功能多樣，可將生成的 GPS 軌跡數(shù)據(jù)以常見的格式，如 GPX、KML 等輸出，方便與各類地圖軟件、數(shù)據(jù)分析工具對(duì)接。GPS 信號(hào)模擬器優(yōu)化信號(hào)調(diào)制方式，提高信號(hào)傳輸效率。

軟件定義 GNSS 模擬器主要依靠計(jì)算機(jī)軟件來生成 GNSS 信號(hào)。通過編寫復(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生成信號(hào)。這些硬件經(jīng)過優(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。GNSS 模擬器模擬動(dòng)態(tài)場(chǎng)景，測(cè)試接收機(jī)跟蹤性能。LABSAT 3GPS衛(wèi)星信號(hào)模擬器

GPS 信號(hào)模擬器生成弱信號(hào)，測(cè)試接收機(jī)靈敏度。LABSAT 3GPS衛(wèi)星信號(hào)模擬器

信號(hào)輸出與校準(zhǔn)環(huán)節(jié)：經(jīng)過一系列復(fù)雜模擬過程生成的 GNSS 信號(hào)，較終要通過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。LABSAT 3GPS衛(wèi)星信號(hào)模擬器