自動(dòng)駕駛汽車依賴精細(xì)的定位信息來安全行駛，GNSS 模擬器在自動(dòng)駕駛測試中不可或缺。在自動(dòng)駕駛汽車研發(fā)階段，利用 GNSS 模擬器可在實(shí)驗(yàn)室環(huán)境下模擬各種道路場景的衛(wèi)星信號(hào)。例如，模擬車輛在高速公路上行駛時(shí)的開闊天空信號(hào)環(huán)境，測試自動(dòng)駕駛系統(tǒng)的正常定位與導(dǎo)航功能；模擬車輛進(jìn)入城市街道時(shí)，因高樓遮擋導(dǎo)致的信號(hào)丟失、多路徑干擾等情況，檢驗(yàn)自動(dòng)駕駛系統(tǒng)在復(fù)雜環(huán)境下的應(yīng)對(duì)能力。通過在不同場景下反復(fù)測試，汽車制造商能優(yōu)化自動(dòng)駕駛算法，提高車輛在真實(shí)道路上面對(duì)各種 GNSS 信號(hào)狀況時(shí)的可靠性與安全性，確保自動(dòng)駕駛技術(shù)在投入實(shí)際應(yīng)用前經(jīng)過充分驗(yàn)證。GNSS 導(dǎo)航模擬器模擬室內(nèi)導(dǎo)航場景，推動(dòng)室內(nèi)定位發(fā)展。北斗GPS軌跡模擬器錄制回放

信號(hào)功率是 GNSS 射頻模擬器的重要技術(shù)指標(biāo)之一，其輸出功率范圍通常在 - 165dBm 至 - 20dBm 之間，可精確模擬衛(wèi)星信號(hào)在不同傳播距離下的強(qiáng)度變化。頻率穩(wěn)定度也是關(guān)鍵指標(biāo)，一般要求達(dá)到 10?12 量級(jí)，確保長時(shí)間內(nèi)輸出信號(hào)頻率的穩(wěn)定性，避免因頻率漂移影響測試精度。通道數(shù)量決定了模擬器能夠同時(shí)模擬的衛(wèi)星數(shù)量，常見的模擬器可支持 12 至 32 個(gè)通道，滿足多衛(wèi)星系統(tǒng)測試需求。此外，信號(hào)切換時(shí)間也是考量因素，快速的信號(hào)切換時(shí)間（如微秒級(jí)）能實(shí)現(xiàn)不同測試場景的快速切換，提高測試效率。便攜式GPS信號(hào)模擬器GPS 導(dǎo)航模擬器模擬越野路況，提升戶外導(dǎo)航體驗(yàn)。

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)。

GNSS 射頻模擬器具有諸多明顯特點(diǎn)。其一，頻率覆蓋范圍普遍，能夠涵蓋 GPS、北斗、GLONASS、Galileo 等全球主要衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的工作頻段，如 GPS 的 L1（1575.42MHz）、L2（1227.60MHz）頻段，北斗的 B1I（1561.098MHz）、B2I（1207.14MHz）頻段等，滿足不同系統(tǒng)測試需求。其二，信號(hào)精度極高，在模擬信號(hào)的幅度、頻率、相位等參數(shù)上，可達(dá)到亞毫米級(jí)的偽距精度和皮秒級(jí)的時(shí)間精度，確保為測試設(shè)備提供精細(xì)信號(hào)輸入。其三，具備靈活的信號(hào)配置能力，可根據(jù)測試場景需求，自由設(shè)置衛(wèi)星數(shù)量、信號(hào)強(qiáng)度、多徑效應(yīng)等參數(shù)，模擬復(fù)雜多變的信號(hào)環(huán)境。GNSS 導(dǎo)航模擬器模擬山區(qū)導(dǎo)航場景，改善山區(qū)定位精度。

信號(hào)調(diào)制過程：生成的基帶信號(hào)需要經(jīng)過調(diào)制才能模擬真實(shí) GNSS 信號(hào)。常見的調(diào)制方式是二進(jìn)制相移鍵控（BPSK）調(diào)制。在這個(gè)過程中，將基帶信號(hào)的信息加載到高頻載波上。具體而言，利用載波的相位變化來表示基帶信號(hào)中的 “0” 和 “1”。比如，當(dāng)基帶信號(hào)為 “0” 時(shí)，載波相位不變；當(dāng)基帶信號(hào)為 “1” 時(shí)，載波相位翻轉(zhuǎn) 180 度。通過這種調(diào)制方式，把低頻的基帶信號(hào)轉(zhuǎn)換為高頻的射頻信號(hào)，使其能夠在空氣中遠(yuǎn)距離傳播，并且符合 GNSS 信號(hào)在空中傳播的特性，便于后續(xù)被 GNSS 接收機(jī)接收和解調(diào)。GNSS 衛(wèi)星模擬器模擬衛(wèi)星組網(wǎng)，研究衛(wèi)星間通信機(jī)制。便攜式GPS信號(hào)模擬器

GPS 信號(hào)模擬器添加噪聲干擾，測試接收機(jī)抗噪性能。北斗GPS軌跡模擬器錄制回放

GPS 軌跡模擬器通過模擬衛(wèi)星信號(hào)與接收機(jī)之間的交互來生成軌跡數(shù)據(jù)。它首先依據(jù)預(yù)設(shè)的地理位置信息和運(yùn)動(dòng)參數(shù)，如起點(diǎn)坐標(biāo)、終點(diǎn)坐標(biāo)、行進(jìn)速度、加速度等，構(gòu)建一個(gè)虛擬的運(yùn)動(dòng)模型。利用衛(wèi)星定位原理，將運(yùn)動(dòng)過程離散化為一系列時(shí)間節(jié)點(diǎn)，在每個(gè)節(jié)點(diǎn)上根據(jù)模型計(jì)算出對(duì)應(yīng)的模擬 GPS 坐標(biāo)。例如，以勻加速直線運(yùn)動(dòng)為例，根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式計(jì)算不同時(shí)刻物體所在位置，轉(zhuǎn)化為經(jīng)緯度坐標(biāo)。這些坐標(biāo)信息按照 GPS 數(shù)據(jù)格式進(jìn)行編碼，生成模擬的 GPS 軌跡數(shù)據(jù)，如同真實(shí)的 GPS 接收機(jī)在該運(yùn)動(dòng)過程中接收到并記錄的數(shù)據(jù)一樣，為后續(xù)分析和應(yīng)用提供基礎(chǔ)。北斗GPS軌跡模擬器錄制回放