全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng) (GNSS) 改變了我們導(dǎo)航和收集地理空間數(shù)據(jù)的方式。多個衛(wèi)星星座為導(dǎo)航和地理空間應(yīng)用提供信號，GNSS信號、輔助增強(qiáng)信號和回波信號的數(shù)量驚人。

例如，全球定位系統(tǒng) (GPS) 目前由30多顆衛(wèi)星組成（到2025年將達(dá)到63顆），每顆衛(wèi)星都通過不同頻率傳輸多個信號。當(dāng)您考慮其他GNSS星座（如GLONASS、伽利略和北斗）時，信號總數(shù)會顯著增加。

此外，隨著新衛(wèi)星的發(fā)射和現(xiàn)有衛(wèi)星的更新，這些星座正在不斷發(fā)展，未來的衛(wèi)星數(shù)量將會更加驚人。

一、GNSS模擬器的過去與現(xiàn)在

1.過去：充滿挑戰(zhàn)

從歷史上看，模擬全頻譜GNSS信號具有挑戰(zhàn)性。它需要強(qiáng)大的計算能力、對衛(wèi)星軌道和信號傳播的精確建模，以及對每個星座的獨(dú)特特征的深入了解。GNSS工程師必須應(yīng)對信號干擾、衛(wèi)星幾何形狀和大氣條件的復(fù)雜性，以創(chuàng)建真實(shí)的測試環(huán)境。

模擬所有這些方面超出了傳統(tǒng)模擬器的能力，因?yàn)?strong>傳統(tǒng)模擬器無法生成足夠的信號數(shù)量。但現(xiàn)代硬件正在擴(kuò)大可能性并消除過去的局限性。

2.現(xiàn)在：GPU的崛起

現(xiàn)代GNSS模擬器，如Skydel驅(qū)動的GSG-7、GSG-8，通過利用現(xiàn)代 GPU（圖形處理單元，俗稱顯卡）強(qiáng)大的計算能力來模擬超過1600個GNSS 信號，成功克服了這一技術(shù)障礙。

新品：Skydel GSG-8 Gen2

更高信號容量、支持高級場景模擬、可用性更強(qiáng)

通過其軟件定義架構(gòu)，Skydel利用GPU的能力，根據(jù)CPU執(zhí)行的偽距計算加速信號生成和調(diào)制，從而實(shí)現(xiàn)復(fù)雜場景的實(shí)時模擬。此功能使GNSS工程師能夠創(chuàng)建高度復(fù)雜且真實(shí)的環(huán)境，復(fù)制當(dāng)今世界擁擠的信號景觀。模擬數(shù)千個GNSS信號可確保全面測試、優(yōu)化接收器性能并增強(qiáng)導(dǎo)航系統(tǒng)在面臨挑戰(zhàn)性條件時的彈性，最終為各種應(yīng)用提供更可靠、更準(zhǔn)確的定位。

與FPGA模擬器相比，GPU模擬器的另一個巨大優(yōu)勢是GPU不需要使用固件進(jìn)行預(yù)編程。相反，信號調(diào)制是根據(jù)天空視圖的場景和演變即時（在軟件中）完成的。與基于FPGA的模擬器不同，每個星座的模擬信號數(shù)量不是靜態(tài)的，而是純動態(tài)的。

二、為什么需要模擬超過1000個信號

GNSS工程師在確?；贕NSS的系統(tǒng)的可靠性、彈性和精度方面發(fā)揮著關(guān)鍵作用，模擬1000 多個信號對于他們的工作至關(guān)重要。我們總結(jié)了GNSS工程師需要模擬如此大量信號的5大原因。

1.真實(shí)的測試環(huán)境

模擬1000多個信號使工程師能夠準(zhǔn)確地復(fù)制復(fù)雜的現(xiàn)實(shí)場景。這有助于他們評估GNSS系統(tǒng)在具有挑戰(zhàn)性的條件下的性能，包括信號干擾、多徑反射以及視野中衛(wèi)星數(shù)量急劇增加的空間應(yīng)用。

2.天線陣列優(yōu)化

許多GNSS應(yīng)用都依賴于天線陣列。這些可以進(jìn)一步分為兩個行業(yè)：

● 商業(yè)：自動駕駛車輛和精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)，依賴天線陣列和多天線應(yīng)用（例如，無人機(jī)進(jìn)行姿態(tài)測量）、RTK定位（基站+流動站）或多車輛應(yīng)用。

● 抗干擾：CRPA（天線陣列）用于減輕干擾和改善信號接收，工程師使用信號仿真來微調(diào)天線設(shè)計和配置，確保在多樣化或競爭環(huán)境中實(shí)現(xiàn)最佳性能。

3.具有挑戰(zhàn)性的環(huán)境模擬

GNSS接收器必須足夠靈敏，能夠接收在挑戰(zhàn)性環(huán)境中經(jīng)常遇到的微弱信號。模擬城市峽谷、隧道或橋梁等地點(diǎn)信號衰弱的能力對于精確定位至關(guān)重要。模擬大量信號（例如多徑回波）可幫助工程師評估接收器靈敏度和采集能力，即使在低信號條件下也能確?？煽康男阅?/strong>。