导航信号发生器是一种能够模拟全球导航卫星系统(GNSS)信号的精密测试设备,涵盖GPS、北斗、GLONASS、Galileo等多系统兼容能力。其核心功能是通过数字建模技术生成高度可控的卫星导航信号,为接收机研发、性能测试及系统验证提供标准化、可重复的仿真环境,成为卫星导航产业链中不可少的“虚拟卫星”。
导航信号发生器基于软件定义无线电(SDR)架构,通过高精度晶振和数字信号处理芯片生成包含时间、位置、多普勒频移等参数的射频信号。以SYN5203型设备为例,其内置温补晶振可实现5米定位精度,外接恒温晶振时精度提升至1米,速度精度达0.1m/s。设备支持静态轨迹生成、动态轨迹模拟、实时轨迹录制三大功能:用户可通过预设参数生成高速飞行器、车载导航等场景的仿真信号,或通过外接天线录制真实环境信号后回放,实现“真实场景的数字化复制”。
1、高精度信号模拟
频率与时间同步:
提供高精度时钟基准(如铷原子钟或GPS授时),确保输出信号频率和时间与真实卫星信号严格同步(误差<1 ns)。
支持多星座信号的频点精确匹配(如GPS L1/L5、北斗B1C、Galileo E5等)。
动态场景仿真:
模拟卫星运动轨迹(轨道参数可自定义),包括多普勒效应、信号遮挡、多径效应等。
支持高动态接收机测试(如飞机、导d等高速运动载体)。
信号质量可控:
可调节信号功率、信噪比(SNR)、调制方式(如BPSK、QPSK)等参数,模拟弱信号或强干扰环境。
2、多星座与多频点兼容
支持全球主流导航系统:
同时模拟GPS、北斗、GLONASS、Galileo等多星座信号,满足全球化测试需求。
兼容区域性增强系统(如差分信号DGPS、SBAS)。
多频点并行输出:
支持单台设备生成多个频点信号(如GPS L1+L5、北斗B1C+B2a),测试接收机的多频点融合能力。
3、灵活的场景配置
静态与动态场景:
静态场景:固定接收机位置,模拟静止状态下的卫星信号。
动态场景:模拟接收机运动轨迹(如车辆、船舶、无人机路径),支持速度、加速度自定义。
环境效应模拟:
模拟城市峡谷、高楼遮挡、隧道、森林等复杂环境下的信号衰减和多径效应。
可添加外部干扰信号(如连续波干扰、脉冲干扰)测试接收机抗干扰能力。
可编程脚本:
通过图形化界面或代码脚本(如Python、MATLAB)自定义测试场景,支持自动化测试流程。
4、强大的测试与分析能力
接收机性能评估:
测试接收机的s次捕获时间、定位精度、跟踪灵敏度、抗干扰能力等关键指标。
支持闭环测试,根据接收机反馈动态调整信号参数。
数据记录与回放:
记录生成场景的参数和信号数据,支持后续回放分析或重复测试。
提供日志导出功能(如CSV、JSON格式),便于数据分析。
5、易用性与扩展性
人机交互界面:
图形化操作界面(Web或软件客户端),支持一键配置常用场景(如标准GPS测试、北斗专项测试)。
实时显示信号状态(如卫星数量、信号强度、误差指标)。
接口丰富:
支持多种通信协议(如TCP/IP、USB、RS-232、Ethernet),兼容主流导航接收机和测试平台。
提供API接口,方便集成到自动化测试系统或第三方软件。
远程控制与升级:
通过网络实现远程配置、监控和固件升级,适合分布式测试环境。
6、高可靠性与安全性
硬件冗余设计:
采用高性能处理器(如FPGA、DSP)和工业级射频前端,确保长时间稳定运行。
支持热备份和故障自动切换,避免测试中断。
安全防护:
内置数据加密和访问控制,防止非法篡改或泄露测试数据。