GNSS 模擬器的硬件架構是其功能實現的基礎。重心硬件包括信號生成板卡，它集成了高精度的數字信號處理器（DSP）和現場可編程門陣列（FPGA）。DSP 負責復雜的信號運算，依據衛星軌道參數、時間信息等生成精確的數字信號；FPGA 則用于靈活配置信號生成流程，實現快速的數據處理與信號調制。射頻模塊也是關鍵部分，它將數字信號轉換為射頻信號，并對其進行放大、濾波等處理，確保模擬信號能以合適的功率和質量輸出。此外，模擬器還配備了高精度的時鐘源，如原子鐘或銣鐘，為信號生成提供精細的時間基準，保證不同衛星信號間的時間同步精度，這對于模擬多衛星系統協同工作場景至關重要。存儲模塊用于存儲大量的衛星軌道數據、信號特征庫等信息，以便快速調用生成各類模擬信號。GNSS 衛星模擬器模擬衛星組網，研究衛星間通信機制。北斗GPS衛星信號模擬器廠家

GNSS 模擬器對衛星信號的模擬極為精細。在模擬信號頻率方面，需精細匹配不同衛星系統的載波頻率，像 GPS 的 L1、L2 頻段，北斗的 B1、B2 等頻段，微小的頻率偏差都會影響接收機測試結果。調制方式也至關重要，除常見的二進制相移鍵控（BPSK）調制用于生成導航電文外，針對不同衛星信號特點，還會采用諸如正交相移鍵控（QPSK）等復雜調制。信號的幅度模擬同樣關鍵，要依據衛星與接收機的距離、信號傳播損耗等因素，精確設定模擬信號幅度，以反映真實場景中信號的強弱變化。此外，對信號噪聲的模擬也不可或缺，通過添加高斯白噪聲等方式，模擬實際環境中信號受噪聲干擾的情況，讓接收機測試環境更貼合現實。便攜式GPS模擬器GPS 衛星信號模擬器模擬衛星仰角變化，分析信號接收差異。

軟件算法在 GNSS 模擬器中起著智能重心的作用。軌道預測算法根據衛星的開普勒軌道參數以及攝動模型，精確計算衛星在不同時刻的位置和速度，為信號生成提供基礎數據。信號調制算法將導航電文、偽隨機碼等信息按照特定的調制方式加載到載波上，生成符合衛星信號特征的模擬信號。誤差模擬算法用于模擬信號傳播過程中的各種誤差，如電離層延遲誤差、對流層延遲誤差、多路徑誤差等，通過數學模型精確計算并疊加到模擬信號中，以真實反映實際環境對信號的影響。數據融合算法在與其他設備協同工作時發揮重要作用，例如將模擬器生成的衛星信號數據與慣性測量單元的姿態數據進行融合，輸出綜合的導航信息，為測試接收機的組合導航性能提供數據支持。

信號生成基礎：GNSS 信號模擬器首要任務是生成基礎信號。它基于精確的數學算法，模擬衛星在太空中的運動軌跡。以 GPS 系統為例，依據開普勒定律等軌道力學知識，計算出衛星在不同時刻的精確位置。同時，內置高精度時鐘模型，模擬衛星攜帶的原子鐘信號。通過這些復雜的運算，得到每個衛星對應的偽隨機噪聲（PRN）碼序列起始點。這些 PRN 碼如同衛星的獨特 “指紋”，每個衛星都有專屬序列。將衛星位置信息、時鐘信息與 PRN 碼信息相結合，利用數字信號處理器（DSP）生成較初的數字基帶信號，為后續模擬真實衛星信號奠定基礎。GNSS 發生器能定制信號參數，滿足特殊應用的信號要求。

信號傳播模型構建：為了模擬信號從衛星到接收機的真實傳播過程，GNSS 信號模擬器構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生折射，導致信號傳播路徑變長，模擬器通過特定的數學模型，根據太陽活動、時間、地理位置等參數計算電離層延遲量，并相應地調整信號傳播時間。還有對流層延遲，它受大氣溫度、濕度和壓力等影響，模擬器利用經驗公式，結合實時氣象數據來模擬對流層延遲對信號的影響。此外，還考慮了多徑效應，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。GNSS 衛星信號模擬器調整信號相位，模擬信號干擾情況。LABSAT 3GPS仿真模擬器

GPS 信號模擬器生成弱信號，測試接收機靈敏度。北斗GPS衛星信號模擬器廠家

信號輸出與校準環節：經過一系列復雜模擬過程生成的 GNSS 信號，較終要通過特定接口輸出給接收機。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，可連接到接收機的天線接口。在輸出信號之前，需要進行校準操作。校準過程利用高精度的參考信號源，對模擬器生成信號的頻率、幅度、相位等參數進行精確測量和調整。例如，通過與原子鐘參考源對比，校準信號的頻率準確性；通過功率計測量，校準信號的幅度精度。確保輸出的 GNSS 信號在各個參數上都符合高精度的標準，以提供可靠的測試信號給 GNSS 接收機，保證測試結果的準確性和可靠性。北斗GPS衛星信號模擬器廠家