現(xiàn)在，越來越多的關(guān)鍵型設(shè)備里都會內(nèi)置GPS接收器來應(yīng)對復(fù)雜的應(yīng)用環(huán)境，并設(shè)計添加了具有多種GNSS星座和增強(qiáng)系統(tǒng)的新功能，這就需要GPS/GNSS模擬器來幫助保證設(shè)備的性能穩(wěn)定。

雖然要測試集成GPS接收器基于GPS的位置、導(dǎo)航和計時功能有許多種方式，但與使用空中信號（“實時天空”）或記錄和回放解決方案來進(jìn)行測試相比，GPS/GNSS模擬器能夠提供更大的靈活性。

GPS傳輸

為了理解GPS/GNSS模擬器工作原理，就需要了解GPS傳輸。GPS星座由24顆衛(wèi)星組成，每12小時繞軌道運(yùn)行一次，在不同頻率上廣播導(dǎo)航數(shù)據(jù)。GPS只是幾個正在運(yùn)行或即將運(yùn)行的全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)（GNSS）之一。

如今，大多數(shù)導(dǎo)航應(yīng)用程序使用的是1575.42 MHz無線電頻率的GPS L1頻率，衛(wèi)星在此載波頻率上傳輸識別信息和導(dǎo)航信息，其中包含同步時間、衛(wèi)星軌道數(shù)據(jù)（星歷）和星座中所有衛(wèi)星的預(yù)期位置數(shù)據(jù)（年歷）。正是從這些數(shù)據(jù)中，接收器可以同時準(zhǔn)確計算其與多個衛(wèi)星信號的距離，以實現(xiàn)其導(dǎo)航解決方案。

模擬精確的GPS傳輸

GPS/GNSS模擬器是一種射頻發(fā)生器，能夠傳輸與GPS衛(wèi)星相同的精確數(shù)據(jù)。然而，GPS/GNSS模擬器的價值在于它能夠直接從測試臺更改各種參數(shù)：

來自衛(wèi)星的數(shù)據(jù)：

•  通過時鐘參數(shù)的日期/時間

•  衛(wèi)星ID（PRN代碼）

•  星歷和年歷

接收器位置：

•  起始位置（緯度、經(jīng)度和海拔）

•  軌跡（運(yùn)動路徑）

接收器數(shù)據(jù)：

•  衛(wèi)星信號數(shù)量

•  功率電平

•  大氣和天線誤差

•  多路徑

 “場景”模擬

所有這些參數(shù)的組合構(gòu)成了GPS/GNSS模擬器的“場景”。所有虹科GPS/GNSS模擬器都可以生成簡單的單衛(wèi)星信號，以驗證接收器信號采集和驗證組件。虹科GPS/GNSS模擬器模型可以同時從多顆衛(wèi)星、GPS和GLONASS、L1和L2頻率以及基于衛(wèi)星的增強(qiáng)系統(tǒng)（SBA）；WAAS（北美）、EGNOS（歐洲）、MSAS（日本）和GAGAN（印度）生成信號。虹科GPS/GNSS模擬器甚至可以調(diào)整信號傳輸時間和相對論效應(yīng)，以模擬接收器的運(yùn)動，確保系統(tǒng)能夠在任何軌跡下運(yùn)行。

只需使用預(yù)定義的場景，或通過前面板、可上傳的文本文件或場景生成器軟件編輯并保存場景參數(shù)，然后啟動，虹科GPS/GNSS模擬器通過射頻連接器和電纜使用傳導(dǎo)信號，或使用天線使用輻射信號來自動生成RF信號，用于測試GPS接收器。測試過程可以通過使用各種儀器接口和SCPI命令協(xié)議進(jìn)行遠(yuǎn)程控制或進(jìn)行自動化。

虹科GPS/GNSS衛(wèi)星模擬器是易于使用、基于場景的儀器，結(jié)合強(qiáng)大且功能豐富的平臺，具有行業(yè)領(lǐng)先的高價值性和可滿足任意GPS測試要求的能力。虹科HK-GSG系列模擬器可產(chǎn)生與導(dǎo)航衛(wèi)星廣播相同的射頻信號，以測試任何帶有GPS接收器的設(shè)備或系統(tǒng)。（了解更多方案詳情，歡迎聯(lián)系文章結(jié)尾處虹科工程師微信）

•  1-64個衛(wèi)星或其他信號

•  預(yù)先配置的測試場景，易于修改，可根據(jù)需求創(chuàng)建

•  多GNSS、多頻率仿真

•  GPS L1 、L2、L2C、L5

•  同步GPS、GLONASS、Galileo、北斗

•  獨立運(yùn)行

•  通過多種接口實現(xiàn)遠(yuǎn)程控制和集成API

GPS測試

通過模擬進(jìn)行GPS綜合測試是一種簡單、快速、有效的方式，虹科GPS/GNSS模擬器具有高級測試功能，只需一次路測，就可以進(jìn)行多次重復(fù)模擬，并通過記錄和回放進(jìn)行修改。虹科新品HK-GSG系列GPS/GNSS模擬器可以應(yīng)用于多種測試環(huán)境中，如通過實時場景生成和傳感器模擬進(jìn)行可集成HiL測試，輔助GPS測試以提高采集效率，以及提高精度的差分GPS測試等。

駕駛測試–具有錄制和回放功能（RP）

駕駛測試通常是繁瑣復(fù)雜且不可重復(fù)的，而記錄和回放功能能夠通過記錄與特定路線相關(guān)的GPS環(huán)境信息來實現(xiàn)通過一次實際駕駛就可以重復(fù)進(jìn)行模擬測試，可以上傳記錄的數(shù)據(jù)，并根據(jù)需求在后續(xù)測試中添加“假設(shè)條件”進(jìn)行修改。

硬件在環(huán)，帶有實時場景生成器（RSG）

RSG功能支持通過位置、速度、加速度和方向命令集成6自由度軌跡的固定延遲流，來將實際GPS射頻信號集成到HiL系統(tǒng)中。車輛的方向及其變化以及衛(wèi)星功率水平也可以通過實時命令進(jìn)行控制。其中一個常見的應(yīng)用是測試GPS接收機(jī)和慣性傳感器的集成。

已連接車輛的輔助GPS

隨著越來越多的電信服務(wù)集成到聯(lián)網(wǎng)的汽車中，導(dǎo)航數(shù)據(jù)和其他基于位置的服務(wù)可以通過數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)獲得，需要測試GPS接收機(jī)使用輔助GPS數(shù)據(jù)改善信號采集和首次定位時間的能力，測試設(shè)備接收和處理LTE信號或RINEX文件中與模擬射頻信號兼容的輔助數(shù)據(jù)的能力。

差分GPS使無人駕駛汽車成為可能

雖然GPS信號以幾十米的精度來提供服務(wù)，但毫無疑問的是，半自動或全自動導(dǎo)航將需要更高的位置感知精度。其中一種方法涉及實時動態(tài)載波相位差分技術(shù)（RTK），其中定位參考與車載GPS接收器通信來將GPS誤差降低到厘米級,RTK功能能夠發(fā)送校正后的信息。

總結(jié)

如果沒有GPS/GNSS模擬器，將僅限于在特定時間和地點以及當(dāng)前條件下可用的衛(wèi)星來測試接收器。而虹科GPS/GNSS模擬器允許更頻繁地測試更多參數(shù)，具有極大的開發(fā)和制造靈活性，也可以大大節(jié)省時間和成本。