虹科带您了解最新GPS/GNSS模拟器及其应用

现在，越来越多的关键型设备里都会内置GPS接收器来应对复杂的应用环境，并设计添加了具有多种GNSS星座和增强系统的新功能，这就需要GPS/GNSS模拟器来帮助保证设备的性能稳定。

虽然要测试集成GPS接收器基于GPS的位置、导航和计时功能有许多种方式，但与使用空中信号（“实时天空”）或记录和回放解决方案来进行测试相比，GPS/GNSS模拟器能够提供更大的灵活性。

GPS传输

为了理解GPS/GNSS模拟器工作原理，就需要了解GPS传输。GPS星座由24颗卫星组成，每12小时绕轨道运行一次，在不同频率上广播导航数据。GPS只是几个正在运行或即将运行的全球导航卫星系统（GNSS）之一。

如今，大多数导航应用程序使用的是1575.42 MHz无线电频率的GPS L1频率，卫星在此载波频率上传输识别信息和导航信息，其中包含同步时间、卫星轨道数据（星历）和星座中所有卫星的预期位置数据（年历）。正是从这些数据中，接收器可以同时准确计算其与多个卫星信号的距离，以实现其导航解决方案。

模拟精确的GPS传输

GPS/GNSS模拟器是一种射频发生器，能够传输与GPS卫星相同的精确数据。然而，GPS/GNSS模拟器的价值在于它能够直接从测试台更改各种参数：

来自卫星的数据：

•  通过时钟参数的日期/时间

•  卫星ID（PRN代码）

•  星历和年历

接收器位置：

•  起始位置（纬度、经度和海拔）

•  轨迹（运动路径）

接收器数据：

•  卫星信号数量

•  功率电平

•  大气和天线误差

•  多路径

 “场景”模拟

所有这些参数的组合构成了GPS/GNSS模拟器的“场景”。所有虹科GPS/GNSS模拟器都可以生成简单的单卫星信号，以验证接收器信号采集和验证组件。虹科GPS/GNSS模拟器模型可以同时从多颗卫星、GPS和GLONASS、L1和L2频率以及基于卫星的增强系统（SBA）；WAAS（北美）、EGNOS（欧洲）、MSAS（日本）和GAGAN（印度）生成信号。虹科GPS/GNSS模拟器甚至可以调整信号传输时间和相对论效应，以模拟接收器的运动，确保系统能够在任何轨迹下运行。

只需使用预定义的场景，或通过前面板、可上传的文本文件或场景生成器软件编辑并保存场景参数，然后启动，虹科GPS/GNSS模拟器通过射频连接器和电缆使用传导信号，或使用天线使用辐射信号来自动生成RF信号，用于测试GPS接收器。测试过程可以通过使用各种仪器接口和SCPI命令协议进行远程控制或进行自动化。

虹科GPS/GNSS卫星模拟器是易于使用、基于场景的仪器，结合强大且功能丰富的平台，具有行业领先的高价值性和可满足任意GPS测试要求的能力。虹科HK-GSG系列模拟器可产生与导航卫星广播相同的射频信号，以测试任何带有GPS接收器的设备或系统。（了解更多方案详情，欢迎联系文章结尾处虹科工程师微信）

•  1-64个卫星或其他信号

•  预先配置的测试场景，易于修改，可根据需求创建

•  多GNSS、多频率仿真

•  GPS L1 、L2、L2C、L5

•  同步GPS、GLONASS、Galileo、北斗

•  独立运行

•  通过多种接口实现远程控制和集成API

GPS测试

通过模拟进行GPS综合测试是一种简单、快速、有效的方式，虹科GPS/GNSS模拟器具有高级测试功能，只需一次路测，就可以进行多次重复模拟，并通过记录和回放进行修改。虹科新品HK-GSG系列GPS/GNSS模拟器可以应用于多种测试环境中，如通过实时场景生成和传感器模拟进行可集成HiL测试，辅助GPS测试以提高采集效率，以及提高精度的差分GPS测试等。

驾驶测试–具有录制和回放功能（RP）

驾驶测试通常是繁琐复杂且不可重复的，而记录和回放功能能够通过记录与特定路线相关的GPS环境信息来实现通过一次实际驾驶就可以重复进行模拟测试，可以上传记录的数据，并根据需求在后续测试中添加“假设条件”进行修改。

硬件在环，带有实时场景生成器（RSG）

RSG功能支持通过位置、速度、加速度和方向命令集成6自由度轨迹的固定延迟流，来将实际GPS射频信号集成到HiL系统中。车辆的方向及其变化以及卫星功率水平也可以通过实时命令进行控制。其中一个常见的应用是测试GPS接收机和惯性传感器的集成。

已连接车辆的辅助GPS

随着越来越多的电信服务集成到联网的汽车中，导航数据和其他基于位置的服务可以通过数据网络获得，需要测试GPS接收机使用辅助GPS数据改善信号采集和首次定位时间的能力，测试设备接收和处理LTE信号或RINEX文件中与模拟射频信号兼容的辅助数据的能力。

差分GPS使无人驾驶汽车成为可能

虽然GPS信号以几十米的精度来提供服务，但毫无疑问的是，半自动或全自动导航将需要更高的位置感知精度。其中一种方法涉及实时动态载波相位差分技术（RTK），其中定位参考与车载GPS接收器通信来将GPS误差降低到厘米级,RTK功能能够发送校正后的信息。

总结

如果没有GPS/GNSS模拟器，将仅限于在特定时间和地点以及当前条件下可用的卫星来测试接收器。而虹科GPS/GNSS模拟器允许更频繁地测试更多参数，具有极大的开发和制造灵活性，也可以大大节省时间和成本。