用于评估GNSS用户接收机设备的物理驱动数字孪生模型
系统与控制
2026-05-05 v1 系统与控制
摘要
本文提出了一个物理一致的数字孪生框架，用于全球导航卫星系统(GNSS)用户接收机设备的端到端建模与评估。与依赖预定义信号模型的传统GNSS仿真不同，所提出的框架通过轨迹驱动的码相位和多普勒动态注入，强制卫星星历、用户运动和接收信号观测量之间的动态一致性。GPS L1 C/A信号根据IS-GPS-200 Rev. N规范合成，运动引起的影响直接源自轨道和用户运动学，并辅以电离层和对流层延迟模型。生成的复基带信号使用由外部参考时钟驯服的软件定义无线电平台转换为射频，从而能够与商用和软件接收机实现无缝的硬件在环集成。在静态、中等运动和高动态场景（包括类似弹丸的轨迹）中的验证表明，真实模型与接收机估计的码相位、多普勒和位置之间高度一致，并且模拟与测量的中频频谱之间具有强对应关系。结果证实了所提出的数字孪生体是一个高保真、可重复且物理一致的平台，适用于GNSS接收机评估、跟踪环路压力测试以及鲁棒导航算法的开发。
引用
@article{arxiv.2605.01553,
title = {Physics Driven Digital Twin Model for Evaluation of GNSS User Receiver Equipment},
author = {Jitu Sanwale and Mangal Kothari and Hari B. Hablani and Suresh Dahiya},
journal= {arXiv preprint arXiv:2605.01553},
year = {2026}
}