LabSat3三星座GNSS录制回放模拟器

时钟生成
为确保同步，所有关键系统时钟均由单个低噪声时钟合成器生成。该系统从内部TCXO或可选OCXO，或者外部时钟输入端口获取自己的基准输入，并生成 LabSat 3内所需的全部时钟频率。
录制
根据不同配置型号，LabSat 3的录制和回放版本具有1至3个记录模块。其中的每个模块彼此相同，RF输入在一台装置内的所有录制模块之间分拆。每个录制模块均包含以下部分：
l 增益为13dB的LNA（低噪声放大器）。
l 生成所需信号中心频率的本机振荡器。
l 将RF输入转换为基带I&Q信号的正交混频器。
每个I&Q信号随后均穿过：
l 低通基带滤波器。
l 具有可涵盖512个样本期间且动态范围为59dB的自动增益控制(AGC)。
l 有一个采样频率为16.368MHz的2比特ADC（模拟数字转换器）。
得到的I&Q样本正在FPGA内缓冲，然后传送至系统CPU以保存在SD卡或USB装置上。每个录制通道的中心频率可单独设置，以让任一通道均可捕获北斗、GPS 或GLONASS信号。
回放
根据不同装置型号，LabSat 3的所有版本均具有1至3个回放模块。每个播放模块均相同。在播放过程中，I&Q数据从储存媒体读取，并缓冲至FGPA。FGPA随后按照要求的速率，将这些样本传送至播放模块。
每个播放模块均包含以下阶段：
l 运行频率为16.368MHz，并可将I&Q数据转换为模拟信号的双DAC。
l 可生成所需信号中心频率的本机振荡器。
l 可按照所需频率将I&Q信号合并成单一信号的正交调制器。
l 可提供0至31dB衰减的可变衰减器。
每个播放阶段的输出均被组合、过滤和进一步衰减，以使信号水平达到通常预期GNSS信号应具有的高强度范围。最后传出的信号在LabSat 3上的RF输出端口与用于监测信号的内部GNSS接收器之间分拆。与录制阶段相同，每个通道的中心频率均可单独设置，以确保北斗、GPS和GLONASS之间的灵活性。正因为每个通道均拥有单独的可调变化衰减器，才能在每次录制过程中根据需要调节不同星座的相关信号级别。
使用注意事项
录制
与任何电子设备一样，LabSat 3 会释放少量额外的RF能量。由于GNSS信号微弱，建议将包括LabSat 3在内的任何电子设备尽可能远离任何GNSS 天线放置，并保持在低于天线接地层平面。
除了上述常规信号完整性预防措施外，使用LabSat3内置GNSS监测器时还应格外小心。从上面的模块图纸可以看出，为使内置GNSS监测器能运行，必须启用RF输出路径。由于GNSS处理的信号微弱，如果已启用内置GNSS监测器或已停用省电功能，录制时可能会有少量但可见的RF能量从RF输出端口渗漏。此时，如果装置靠近GNSS天线放置，这种渗漏会使天线捕获到的GNSS信号质量降级。如果必须要使用监测器，则在靠近GNSS天线时，建议在RF输出端口放置一个50ohm的终结器。
信号级别
如上所示，录制路径包含一个AGC（自动发电控制）阶段。因为可能输入的信号级别范围较宽，要保持传入信号处于适合数字化的级别，这不可或缺。由于GNSS信号和噪声放大程度相同，该流程不会影响所录制信号的SNR（信噪比）级别。但由于此输入信号的标准化流程，输出的RF信号强度相对于已设定的衰减级别恒定不变，也不会准确反映所录制绝对信号的级别。
信号 SNR
理想情况下，因为信号和带内噪声均被录制和回放，所录制和回放GNSS信号的SNR将与观测现场信号时所见的相同。遗憾的是，由于录制和回放系统的量化特性，观测到的信号强度会不可避免地略微降低。对于2比特录制，该范围通常为0.35dB，对于1比特录制为0.8dB，但会随所用接收器和信号状况的不同而不同。
WAAS（广域增强系统）或EGNOS（欧洲地球静止导航重叠服务）等SBAS（星基增强系统）按照与GPS相同的中心频率运行，因此会作为任何GPS录制的一部分而被自动录制。但由于这些信号具有更高的数据速率和更低的信号功率，会观测到略微更大的SNR下降幅度，对于2比特录制，这通常为0.4dB，1比特录制为1dB。
技术规格

*使用GNSS接收器测量回放信号所具有的C/NO信号强度，相对于使用优质GNSS天线现场测量信号强度良好的同一信号所具有C/NO信号强度的损失量。性能会随信号级别和所用GNSS接收器的不同而不同。