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5大原因,！GNSS模擬器為什么需要模擬1000多個信號？
全球導航衛(wèi)星系統(tǒng) (GNSS) 改變了我們導航和收集地理空間數據的方式。多個衛(wèi)星星座為導航和地理空間應用提供信號,，GNSS信號,、輔助增強信號和回波信號的數量驚人。
例如,，全球定位系統(tǒng) (GPS) 目前由30多顆衛(wèi)星組成（到2025年將達到63顆）,，每顆衛(wèi)星都通過不同頻率傳輸多個信號。當您考慮其他GNSS星座（如GLONASS,、伽利略和北斗）時,，信號總數會顯著增加。
此外,，隨著新衛(wèi)星的發(fā)射和現有衛(wèi)星的更新,，這些星座正在不斷發(fā)展，未來的衛(wèi)星數量將會更加驚人,。
一,、GNSS模擬器的過去與現在
1.過去：充滿挑戰(zhàn)
從過去的發(fā)展來看，模擬全頻譜GNSS信號具有挑戰(zhàn)性,。它需要強大的計算能力,、對衛(wèi)星軌道和信號傳播的精確建模，以及對每個星座特征的深入了解,。GNSS工程師必須應對信號干擾,、衛(wèi)星幾何形狀和大氣條件的復雜性，以創(chuàng)建真實的測試環(huán)境,。
模擬所有這些方面超出了傳統(tǒng)模擬器的能力,，因為傳統(tǒng)模擬器無法生成足夠的信號數量。但現代硬件正在擴大可能性并消除過去的局限性,。
2.現在：GPU的崛起
現代GNSS模擬器,，如Skydel驅動的GSG-7、GSG-8,，通過利用現代 GPU（圖形處理單元,，俗稱顯卡）強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
通過其軟件定義架構,，Skydel利用GPU的能力,，根據CPU執(zhí)行的偽距計算加速信號生成和調制，從而實現復雜場景的實時模擬,。此功能使GNSS工程師能夠創(chuàng)建高度復雜且真實的環(huán)境,，復制當今世界擁擠的信號景觀,。模擬數千個GNSS信號可確保全面測試、優(yōu)化接收器性能并增強導航系統(tǒng)在面臨挑戰(zhàn)性條件時的彈性,，最終為各種應用提供更可靠,、更準確的定位。
與FPGA模擬器相比,，GPU模擬器的另一個巨大優(yōu)勢是GPU不需要使用固件進行預編程,。相反，信號調制是根據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工程師在確保基于GNSS的系統(tǒng)的可靠性,、彈性和精度方面發(fā)揮著關鍵作用,，模擬1000 多個信號對于他們的工作至關重要,。我們總結了GNSS工程師需要模擬如此大量信號的5大原因,。
1.真實的測試環(huán)境
模擬1000多個信號使工程師能夠準確地復制復雜的現實場景。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)星數量急劇增加的空間應用。
2.天線陣列優(yōu)化
許多GNSS應用都依賴于天線陣列,。這些可以進一步分為兩個行業(yè)：
● 商業(yè)：自動駕駛車輛和精準農業(yè),，依賴天線陣列和多天線應用（例如，無人機進行姿態(tài)測量）,、RTK定位（基站+流動站）或多車輛應用,。
● 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天線設計和配置,，確保在多樣化或競爭環(huán)境中實現最佳性能,。
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)境中經常遇到的微弱信號,。模擬城市峽谷,、隧道或橋梁等地點信號衰弱的能力對于精確定位至關重要。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>。
4.安全增強
在當今世界,，GNSS信號容易受到干擾,。通過模擬大量信號,，工程師可以開發(fā)和測試算法來檢測和減輕這些威脅，從而增強GNSS系統(tǒng)的安全性,。
5.多星座融合
現代GNSS接收器通常結合來自多個衛(wèi)星星座的信號,，以提高準確性和可用性。通過模擬來自不同星座的信號及其特性,，工程師可以優(yōu)化接收器算法,，確保無縫集成以提高定位精度。此外,，在LEO PNT星座興起的推動下,，星座、頻率和信號的數量正在加速增長,。目前,，有近7000顆衛(wèi)星繞地球運行，而且這個數字每月都在增長,。
我們用一個例子讓您更加直觀的了解,。我們假設有12顆衛(wèi)星可見，需要進行模擬,。
● 模擬12顆衛(wèi)星傳輸GPS L1C/A —— 需要12個信號
● 對于每個附加頻點（例如 GPS L2C）,， 我們再添加12個信號
● 因此模擬12顆衛(wèi)星傳輸GPS L1C/A + L2C需要2×12 = 24 個信號
● 乘以每個模擬回波的信號數量 （多徑）。例如：模擬12顆衛(wèi)星傳輸GPS L1C/A + L2C和 1 個回波需要24x(1+1)=48 個信號
● 或者在另一個示例中,，如果您需要為雙天線設備模擬具有1個回波的每個民用信號傳輸,，您將進行以下計算：
○ 60MSps時的信號數量：12 × 15（民用信號數） × 2（兩個天線） × 2（回波+1）= 720
○ 125MSps時的信號數量：13 × 15（民用信號數） × 2 （兩個天線）× 2 （回波+1）= 780
通過這個實例,，您應該清楚，如果想要模擬全星座并仿真各類場景,，1000個信號并不算多,。
END
GNSS信號的現實世界是廣闊而復雜的,，有大量的衛(wèi)星和信號在運行。雖然模擬每個信號可能不切實際，但模擬1000多個信號仍然是GNSS工程師的重要任務,。通過使用Skydel模擬如此多的信號，用戶能夠解決GNSS環(huán)境的復雜性,、優(yōu)化系統(tǒng)組件、增強安全措施,，并確保在一系列應用和行業(yè)中實現準確定位,。
Skydel一直致力于實現模擬視野中所有信號的能力,。其軟件定義架構與利用現代 SDR 和 GPU 的能力相結合,，使其能夠達到幾乎無限數量的信號/通道,。事實上,，很快,，GNSS 模擬器中可能的信號數量將不再是一個區(qū)別因素,，信號數量“有限"的系統(tǒng)將成為過去。去年,，Skydel在信號數量方面取得了巨大進步,，并且已經能夠在GSG-8模擬器平臺上生成1600多個信號（包括傳統(tǒng)星座）。無需升級Skydel,，更換更好的硬件（GPU,，CPU），Skydel配置能夠傳輸更多信號,，而不影響穩(wěn)定性和性能,。