船舶導航GNSS模擬器能夠精確模擬復雜水域環(huán)境中的GNSS信號變化。船舶在實際航行中,會遇到多種多樣的復雜水域,可能會經(jīng)過狹窄彎曲的航道、密布橋墩的橋區(qū)、島嶼與礁石眾多的島礁區(qū)、船舶密集的港口等,這些區(qū)域的GNSS信號容易受到周邊地形的遮擋(如橋墩、島嶼擋住部分衛(wèi)星信號)、港口設(shè)備產(chǎn)生的電磁干擾、水面波浪形成的信號反射等因素影響,進而出現(xiàn)信號強度減弱、定位坐標產(chǎn)生偏差、信號斷斷續(xù)續(xù)等情況。該設(shè)備可以通過設(shè)置相應(yīng)的參數(shù),精確模擬這些復雜水域的信號特征,讓導航設(shè)備在地面的測試環(huán)境中就能體驗到與實際航行中類似的信號變化過程,有助于測試導航系統(tǒng)在信號不穩(wěn)定時的自我校準能力、備用定位方式的切換速度等適應(yīng)能力,驗證其是否能在復雜水域中始終保持準確導航,為船舶安全通過這些復雜水域提供有力支持。GNSS 模擬器通過模擬衛(wèi)星信號,助力接收機在復雜環(huán)境下的性能測試。高動態(tài)GNSS模擬器圖片
信號傳播模型構(gòu)建:為了模擬信號從衛(wèi)星到接收機的真實傳播過程,GNSS 信號模擬器構(gòu)建了復雜的傳播模型。它考慮了多種影響信號傳播的因素,如電離層延遲。由于電離層中的自由電子會對信號產(chǎn)生折射,導致信號傳播路徑變長,模擬器通過特定的數(shù)學模型,根據(jù)太陽活動、時間、地理位置等參數(shù)計算電離層延遲量,并相應(yīng)地調(diào)整信號傳播時間。還有對流層延遲,它受大氣溫度、濕度和壓力等影響,模擬器利用經(jīng)驗公式,結(jié)合實時氣象數(shù)據(jù)來模擬對流層延遲對信號的影響。此外,還考慮了多徑效應(yīng),模擬信號在建筑物、地形等物體表面反射后,多條路徑信號疊加對接收信號的干擾。高動態(tài)GNSS模擬器圖片GPS 信號模擬器添加噪聲干擾,測試接收機抗噪性能。
船舶導航GNSS模擬器是船舶研發(fā)過程中進行導航系統(tǒng)測試的重要工具。在新船設(shè)計與研發(fā)階段,從初步設(shè)計到原型制造,研發(fā)人員需要對船舶的導航系統(tǒng)進行多輪、系統(tǒng)的測試,而該設(shè)備能夠精確模擬不同航行狀態(tài)下的GNSS信號,比如船舶在平靜湖面的穩(wěn)定行駛、湍急河流中的顛簸前進、海洋波浪中的起伏搖擺等狀態(tài),以及船舶從低速啟航到高速巡航再到減速靠岸等不同航速變化,還有航向突然轉(zhuǎn)變、連續(xù)轉(zhuǎn)彎等航向變化時的信號情況。通過模擬這些多樣化的信號,研發(fā)人員可以在船舶正式下水前,在實驗室或船廠的測試區(qū)域內(nèi),對導航系統(tǒng)的定位精度(如與預(yù)設(shè)航線的偏差)、信號接收的穩(wěn)定性(如是否頻繁出現(xiàn)信號跳動)、數(shù)據(jù)更新的及時性等進行細致測試,及時發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)在硬件搭配、軟件算法等設(shè)計方面的缺陷并進行針對性優(yōu)化,從而減少后期實際試航中的修改成本,為船舶導航系統(tǒng)的可靠性提供堅實保障。
GNSS 導航模擬器能夠創(chuàng)建豐富多樣的導航場景。在城市環(huán)境模擬中,它可精細模擬高樓林立導致的信號遮擋與多徑效應(yīng),通過構(gòu)建詳細的城市三維地圖,依據(jù)建筑物布局計算信號傳播路徑,讓接收機體驗到在城市街道中定位時信號的復雜變化,助力優(yōu)化城市環(huán)境下的導航算法。對于山區(qū)場景,模擬器根據(jù)地形起伏模擬信號受山體阻擋、反射的情況,為山區(qū)探險設(shè)備、森林防火監(jiān)測設(shè)備等的導航性能測試提供真實環(huán)境模擬。在海洋場景下,模擬器考慮到開闊水域中信號傳播相對穩(wěn)定但受電離層和對流層影響較大的特點,結(jié)合海洋氣象數(shù)據(jù)模擬信號變化,滿足船舶導航系統(tǒng)的測試需求。使用芯片研發(fā)GNSS模擬器能夠帶來多方面的好處,明顯提升芯片研發(fā)的效率和質(zhì)量。
在多系統(tǒng)協(xié)同工作的趨勢下,GNSS 模擬器具備良好的系統(tǒng)兼容性。它能同時模擬多個衛(wèi)星系統(tǒng)的信號,如 GPS、北斗、GLONASS 和 Galileo 等,并且可根據(jù)用戶需求,靈活設(shè)置各衛(wèi)星系統(tǒng)信號的比例與組合方式。在模擬過程中,能有效處理不同衛(wèi)星系統(tǒng)間的時間同步問題,通過內(nèi)部的時間轉(zhuǎn)換機制,確保不同系統(tǒng)信號在時間上精細匹配,真實模擬多衛(wèi)星系統(tǒng)聯(lián)合定位的場景,為支持多系統(tǒng)融合的 GNSS 接收機研發(fā)與測試提供了有力工具,適應(yīng)全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)多元化發(fā)展的需求。使用車載式GNSS模擬器能夠帶來多方面的好處,明顯提升車載導航系統(tǒng)的測試質(zhì)量和開發(fā)效率。高性能GNSS模擬器無線測試
GNSS 衛(wèi)星信號模擬器調(diào)整信號相位,模擬信號干擾情況。高動態(tài)GNSS模擬器圖片
便攜式GNSS模擬器可對各類GNSS接收設(shè)備進行系統(tǒng)的性能測試和功能驗證。在GNSS接收設(shè)備的研發(fā)階段,研發(fā)人員需要了解設(shè)備在各種信號條件下的表現(xiàn),該設(shè)備能模擬從強信號到弱信號的漸變過程,以及不同頻段的衛(wèi)星信號,幫助研發(fā)人員檢測設(shè)備的接收靈敏度,看其在微弱信號下能否穩(wěn)定工作;在生產(chǎn)環(huán)節(jié),通過模擬不同精度要求的信號,可檢驗設(shè)備的定位精度是否符合生產(chǎn)標準;在質(zhì)檢環(huán)節(jié),模擬強電磁干擾、信號突然中斷等極端信號環(huán)境,能測試設(shè)備的抗干擾能力和信號重新捕獲能力等關(guān)鍵指標。通過這些系統(tǒng)的測試,能夠多方面評估設(shè)備在各種復雜條件下的工作表現(xiàn),及時發(fā)現(xiàn)設(shè)備存在的問題并進行改進,確保設(shè)備出廠時各項性能都能達到相關(guān)標準和使用要求。高動態(tài)GNSS模擬器圖片