全球卫星导航系统 (GNSS) 是一个一般术语，用于描述使用卫星信号来确定用户接收机位置的系统。目前的全球卫星导航系统中，美国的 GPS 系统和俄罗斯的 GLONASS 系统处于完全运行状态，可以提供全球定位服务。此外，中国的北斗系统 (也称为 Compass) 和欧盟的 Galileo 系统正在部署的进程中。
在上述四种全球导航系统中，GPS 是历史最悠久的系统，于 1994 年起提供全球定位服务。GPS 系统也在不断的升级和更新中，来提供更多的信号和更精准的定位服务。2012 年，该系统的 Block IIF 卫星正式投入使用，Block III 卫星也在规划中。GLONASS 系统最早始于 1982 年前苏联时期，由于苏联解体曾一度停滞。近年来，俄罗斯重启并完成了该系统。GLONASS 系统已于 2011 年 10 月正式运行，提供全球定位服务。俄罗斯通过使用新型 GLONASS-K 卫星，发射与 GPS 和 Galileo 类似的信号，持续的对系统进行更新升级。
其它两个系统 — Galileo 和 北斗 — 正处于部署进程中。Galileo 系统是由欧盟和欧洲航天局开发的。2005 年和 2008 年发射了两颗实验卫星，2011 和 2012 年，发射了 4 颗在轨验证卫星。Galileo 系统计划于 2015 年提供初始服务，整个系统预计于 2020 年部署完成。
北斗系统于 2011 年 12 月开始提供有限的初始服务，2012 年 9 月正式公布。公布之初，北斗的空间段包括 15 颗卫星，向亚太地区提供区域定位服务。整个系统计划于 2020 年完成。由于中国政府直到 2012 年 12 月才发布接口控制文档 (ICD)，北斗系统的相关产品开发也受到了一些限制。现如今，ICD 已经发布，北斗产品的开发有望实现快速增长。
除了上述四种卫全球卫星导航系统之外，还存在一些其它的相关卫星系统。一种是星基增强系统 (SBAS)，通过使用地球同步卫星，为已有的全球卫星导航系统传递校正和完整性数据，进而提高 GNSS 接收机的定位精度。星基增强系统包括北美的广域增强系统 (WAAS)、欧洲的地球同步轨道覆盖服务(EGNOS)、日本的基于多功能卫星的增强系统 (MSAS)、印度的 GPS 和 GEO 增强导航系统 (GAGAN)。另一种是区域卫星导航系统 (RNSS)，通过发射只在特定区域上空运行的卫星，提高特定区域的卫星覆盖率，从而增加可见星的数目。区域卫星导航系统包括日本的准天顶卫星系统 (QZSS) 和印度的区域导航卫星系统 (IRNSS)。目前首颗 QZSS 卫星已经投入使用，已有支持该卫星的设备上市。IRNSS 系统还处于开发阶段，预计将包括三颗地球静止卫星和四颗地球同步卫星。
卫星导航系统 GNSS 市场在很多因素的驱动下正在快速发展，其中最主要的驱动因素是手机和平板电脑中基于位置应用的迅速增长。还有些其它因素包括: 车载导航的广泛应用，内置 GPS 的消费类电子设备 (例如数码相机和运动手表) 的出现，以及基于位置的跟踪应用的普及等等。举例来说，通过跟踪车队的汽车来获取实时的物流信息，使用个人跟踪应用来监控工人和保障年长者的安全，警方利用定位技术来监控软禁或获得假释的罪犯。另外，还出现了宠物追踪设备和服务。
正是由于卫星导航系统 GNSS 市场的快速增长，传统的 WLAN 和手机芯片厂商也在积极的进行 GNSS 芯片及模块的研发。卫星导航系统 GNSS 芯片向多模化的方向发展，即单一芯片支持多种卫星导航系统 GNSS 系统，比如 GPS + GLONASS，GPS + Galileo，GPS + 北斗等等。
此外，卫星导航系统 GNSS 在高精度领域也有应用，主要是一些行业应用，包括测绘、飞行器、航空航天及国防应用 (无人机或导弹中的制导系统等)。本应用指南主要介绍消费类 GNSS 设备及应用的测试。
卫星导航系统 GNSS 接收机通过三边测量法来计算自身位置。它使用导航电文中的传输时间和位置数据，测量卫星信号的时延，并由此计算接收机与卫星的距离(伪距)。首先，距离某颗卫星特定距离 (伪距) 的 GNSS 接收机所有的可能位置构成了一个球面。两个球面的交集是一个圆环。三个球面的交集则是两个点。最后需要第四个数据来确定接收机的正确位置。第四个数据可以是地球表面，也就是说，如果接收机位于地球表面，则位于地球表面上的点就是接收机的正确位置。对于更普遍的解决方案，则需要第四颗卫星的伪距，来进行定位。同时通过对四颗卫星进行测量，不仅可以确定接收机的位置信息，即经度、纬度和高度，还可以校正接收机的时钟误差，确定正确时间。
卫星导航系统 GNSS 卫星信号的传输功率很低。在地球表面，功率电平大约为 -155 至 -160 dBW (-125 至 -130 dBm)。在复杂的城市环境，特别是存在遮挡的时候，信号功率还会更低。GNSS 接收机通过低噪声放大器和信号处理，来恢复 GNSS 信号。
GPS 导航系统的空间段最初设计为 24 颗卫星，围绕 6 个轨道平面运行。在 2011 年，卫星数目增加到 27 颗。实际中，通常有 31 或 32 颗卫星在轨运行，包括备用卫星。GPS 系统中，卫星的轨道高度为 20,200 千米，每天围绕地球运行两周。GPS 的卫星轨道设计使得在任意时刻、地球上任意位置，可见卫星不少于 6 颗，最多可以看到 15 颗卫星。
每颗卫星使用两种不同的测距码来对导航电文进行扩频，粗略码 (C/A)，也称为民码，免费提供给全球用户使用，精细码 (P)，也称为军码，主要用于政府和军事机构中的高精度应用。C/A 码是长度为 1,023 比特的伪随机码美国苹果id可以下vp，传输速率为 1.023 Mbps，即每毫秒重复一次。GPS 系统采用码分多址技术，每颗卫星使用不同 C/A 码，在同一频率上传输信号，接收机通过对 C/A码的识别来确定信号来自哪颗卫星。P 码是码长为 6.1871 x 1012 比特的伪随机码，传输速率为 10.23 Mbps，P 码的周期很长，每周重复一次。
自 1994 年起，为了反电子欺骗，P 码被W码加密得到 Y 码，通常称为 P (Y) 码，仅限于军事应用。
导航电文，经测距码扩频后，调制到射频载波上。L1 载波 1575.42 MHz 频带上同时调制了 C/A 和 P (Y) 码信号。L2 载波 1227.6 MHz 频带上只调制了 P (Y)码信号。
导航电文由一个含有 37,500 比特的主帧组成，传输速率为 50 bps，电文的传送时间为 12.5 min。主帧分成 25 个页面或帧，每帧由 5 个子帧构成，包括时间和钟差改正数、卫星健康状况、当前卫星的星历或精密的轨道信息、以及一部分历书 (包含所有卫星粗略轨道信息)。
接收机接收每颗卫星的星历数据，来确定卫星的位置。它还需要传输时间和钟差改正数来计算伪距，进而确定接收机的位置。这些信息在前三个子帧中传输，接收机至少需要 16 秒 (在最坏情况下是 30 秒) 来获取这些必要信息。
手机通过使用 A-GPS (辅助 GPS) 可以更快速地完成定位。A-GPS 系统是由美国的 E911 法案以及其它国家的类似服务所推动的，旨在提供快速、精确的手机定位。这种系统在室内或是在可见卫星数量不足的情况下，尤为重要。在 A-GPS 系统中，GPS 辅助服务器持续监测 GPS 卫星，接收 GPS 信号，获取导航电文，生成 GPS 辅助数据。GPS 辅助数据发送到蜂窝网络的基站中，并通过蜂窝网络传输到手机，从而使手机迅速确定自身大致位置以及所在位置的可见卫星。
GLONASS 导航系统的空间段由 24 颗卫星组成 (与 GPS 类似)，分布在 3 个轨道平面上，每个轨道平面上有 8 颗卫星，卫星的轨道高度为 19,100 km，略低于 GPS 卫星。GLONASS 系统在高纬度区域 (接近南极、北极区域) 可以提供比 GPS 更好的覆盖，在俄罗斯和北欧地区的覆盖具有一定优势。目前， 24 颗卫星均在轨运行。当前 GLONASS 系统中，大部分卫星都是 2003 年开始部署的GLONASS-M 系列卫星。GLONASS 系统也在不断的更新中。最新的 GLONASS-K 卫星是在 2011 年发射，将提供其它类型的卫星信号。
目前，支持 GPS+GLONASS 双系统的导航设备得到了普遍的应用，通过支持 GPS 和 GLONASS 两个系统，接收机可以使用更多的可见卫星，特别是在类似城市峡谷区域，高楼大厦可能会遮挡某些卫星，双模设备更能发挥作用。通过支持双系统，接收机可以更迅速地获得更精确的位置信息。
GLONASS-M 卫星使用相同的伪随机码，在不同的频率 (14 个频率) 通道上，发送信号，因此 GLONASS 系统实际上是频分多址 (FDMA) 系统。由于位于同一轨道面对径上的两颗卫星可以分配同一通道来实现，因此使用 14 种频率通道足以支持 24 颗卫星。与 GPS 类似，GLONASS 提供适合公众使用的标准精度信号和适合特定用户群 (国防和军事应用领域) 的高精度信号。两种信号都在 L1 和 L2 频段内传输。
新一代 GLONASS-K 卫星同时传输这种 FDMA 信号和最新的 CDMA 信号。 CDMA 信号与 GPS 和 Galileo 系统类似，不同卫星使用不同的测距码 (伪随机码)，在同一频率上传输信号。要使用新的 CDMA 信号提供定位服务，可能还需要几年的时间才能有足够数量的 GLONASS-K 卫星在轨运行。现在，所有 GLONASS 接收机都将继续使用 FDMA 信号，也就是下面所介绍的信号。
GLONASS 信号的大部分都与 GPS 相似，但也有非常大的不同。正如前文所述，对于 GLONASS，每颗卫星都会使用不同的 L1 和 L2 载波频率，取决于信号传输所选择的频率通道。再有就是测距码和导航电文。GPS 系统中，不同的卫星使用不同的测距码，包括 C/A 码和 P 码，而所有的 GLONASS 卫星则使用相同的测距码。GLONASS 系统的 C/A 码长度比 GPS 系统的 C/A 码短，码速率为 511 kbps，而P码的码速率为 5.11 Mbps。明德码是 GLONASS 独有的组成部分，通过模二加法器与测距码、导航电文合并。图 6 显示了 GLONASS 信号的生成过程。
标准精度 GLONASS 信号的导航电文具有超帧结构。一个超帧持续 2.5 分钟，分为 5 帧，每帧 30 秒，由 15 个串 (String) 组成。每帧的前 4 个串包含发射卫星的星历数据、卫星钟改正、卫星健康状况以及卫星载波频率与标准值得偏差。其余的串包含系统中所有卫星的历书数据。每个串包含导航数据和明德码模二加、校验位和时间标记。时间标记为固定的长度为 30 比特的伪随机序列，传输速率为 100 bps。
当部署完成时，Galileo 导航系统的空间段将由 27 颗工作卫星和 3 颗备用卫星组成。卫星分布在 3 个轨道平面上，轨道高度为 23,222 km。每颗 Galileo 卫星都在 4 个不同的频点上传输信号:
不同频点传输的信号结构和调制方式有着明显的不同。本应用指南主要关注消费类设备及应用，以下描述只针对 E1 开放服务 (OS) 信号。
E1b 数据通道中，导航数据以 250 bps 的速率传输，通过与长度为 4092 比特的测距码 (传输速率为 1.023 Mbps) 合并，构成 E1b 数据流。与 GPS 系统类似，Galileo 系统中，每颗卫星的测距码均不同。对于 E1c 引导信号通道，二次编码与测距码 (而不是导航数据) 合并，生成引导信号。二次编码是一个固定的 25 比特序列 — 对于所有卫星都是一样 — 传输速率为 250 bps。E1b 和 E1c 比特流都在载波上进行调制，在 Galileo 系统中，载波不是简单的正弦波，而是由 BOC(1) 分量 — 频率为 1.023 MHz 的方波和 BOC(6) 分量 — 频率为 6.138 MHz 的方波组成。这些分量各占一定比例，BOC(1) 分量占用了 10/11 的功率，而 BOC(6) 分量占用了 1/11 的功率。两种分量相加即为 Data CBOC Spreader，相减即为 Pilot CBOC Spreader。
在 Galileo ICD 中，E1 开放服务的导航电文类型为 I/NAV，其结构如图 10 所示。该导航电文采用帧结构，每帧由 24 个子帧组成，长度为 720 秒。每个子帧长度为 30 秒，包含 15 个页面。每个页面长度为 2 秒钟，由同步比特、页面的偶数部分和页面的奇数部分构成。下图显示了导航电文中不同部分的数据构成。
中国 GNSS 的正式名称是北斗卫星导航系统，又称为北斗系统 (BDS)。该系统之前被称为 北斗-2，用以区分更早的试验系统 北斗-1。英文名称是 Compass，来源于卫星的名称。
与其它仅使用中轨道卫星 (MEO) 的 GNSS 系统不同，北斗系统中还包含 5 颗地球同步轨道 (GEO) 卫星和 3 颗倾斜轨道同步卫星 (IGSO)。截止到 2013 年 1 月，共有 14 颗卫星在轨运行。
2012 年 12 月发布的 ICD 中描述了位于 1561.098 MHz 频段的 B1I 开放服务信号。北斗系统还发射 B2 和 B3 频段的信号，与 Galileo 的 E5b 和 E6 频段有重叠。B2， B3 频段信号的定义尚未正式公布，因而本应用指南仅描述 B1I 信号。
与 GPS 和 Galileo 相同，北斗系统也是不同卫星使用不同测距码的 CDMA 系统。MEO 和 IGSO 卫星所传输的信号与 GEO 卫星所传输的信号不同。
对于 MEO 和 IGSO 卫星，2046 比特长的测距码与二次编码 (Neumann-Hoffman) 相乘，NH 码是长度为 20 比特，速率为 1 kbps 的码序列。该数据随后与 D1 导航数据 (传输速率为 50 bps) 相乘，所生成的数据流调制到位于 1561.098 MHz 的 B1 载波上，使用 QPSK 的调制方式。由于 ICD 文档中只定义了信号的 I (实部) 分量，信号可以看做是BPSK调制。
GEO 卫星所传输的信号不使用二次编码，并且传输不同的导航电文。测距码与 D2 导航数据 (传输速率为 500 bps) 相乘，使用 QPSK 的调制方式调制到 B1 载波上。
北斗导航电文的结构与 GPS 的类似。图 12 显示了由 MEO 和 IGSO 卫星播发的 D1 导航电文。D1 导航电文具有超帧结构，每个超帧长度为 36,000 比特，包含 24 个帧或页面。每帧由 5 个子帧组成。前 3 个子帧包含卫星的基本导航信息，包括时间、钟差、健康状况、星历、电离层模型参数。子帧 4 和 5 包含部分历书数据以及其它 GNSS 系统的时间同步信息。每个子帧由 10 个字组成。每个子帧的第一个字都有相同的格式，包括帧同步码、子帧 ID、数据的周内秒计数、奇偶校验位。其余的字包含 22 比特数据和 8 比特奇偶校验位。
图 13 显示了由 GEO 卫星播发的 D2 导航电文。与 D1 导航电文相比，D2 导航电文包含更多的数据，它是一个由 180,000 比特数据组成的超帧 (是 D1 的 5倍)，分为 120 个页面或帧。由于 D2 导航电文的传输速率是 D1 的 10 倍，传输一个 D2 超帧仅需 6 分钟 (D1 需要 12 分钟)。
D2 导航电文帧、子帧和字的结构与 D1 类似。D2 仅使用子帧 1 来传输广播卫星的基本导航信息。子帧 2、3 和 4 用于传输系统完好性和差分校正信息。子帧 5 用于传输历书数据、格网点电离层信息以及与其它系统的时间同步信息。
对于大多数无线数字系统而言，接收机测试都包含一些误码率测试及类似测试 (例如，BER、FER、PER 或 BLER)。而在 GNSS 系统中，大多数的导航电文传输速率一般只有 50 bps，典型的 BER 测试需要 106 比特，进行这种测试将耗费很长时间，因此很少进行 BER 测试。GNSS 接收机测试的重点是验证接收机捕获和跟踪卫星信号的能力，以及测试接收机在不同功率电平和不同测试条件下实现定位的能力。
最常见的 GNSS 接收机验证测试包括首次定位时间 (TTFF)、接收机灵敏度和定位准确度的测试。TTFF 是指 GNSS 接收机在启动之后到实现首次定位所需要的时间，可分为冷启动、暖启动和热启动等不同测试用例。在冷启动时， GNSS 接收机的存储器中没有任何卫星数据，接收机必须对每个可能的测距码进行搜索，考虑到卫星信号的多普勒频移，需要在 ± 5 kHz 频率范围内进行搜索。冷启动时，接收机需要接收到每颗卫星的星历数据来确定卫星的位置。对于 GPS，这需要至少 18 秒的数据。冷启动下测试 TTFF，典型的 GNSS 接收机需要经过 30 至 45 秒实现定位。在暖启动时，接收机中保存了大概时间、上一次定位位置、历书数据等，接收机尝试通过使用这些数据来捕获卫星信号。在热启动时，接收机记录了上次定位所使用的卫星，尝试直接对这些卫星进行捕获，这仅适用于接收机刚刚关机不久并且没有大幅度移动的情况。大部分情况下，使用接收机的控制软件 (通常由芯片供应商提供)可以直接对这些不同启动模式来进行设置和更改。
灵敏度是指接收机能够实现卫星捕获或跟踪所需要的最低信号功率。由于灵敏度测试只需要单颗卫星信号，不需要完成定位，因此灵敏度测试比TTFF 测试更加快速，简单。测试所需要的单星信号只需要静止的卫星信号或波形文件，而不需要真实的导航电文。
定位准确度是指接收机所汇报的位置与实际或仿真位置的偏差。相对准确度是指多次测试结果之间的差别，绝对准确度是指接收机汇报的位置和仿真位置的差别。定位准确度测试还包括静态或移动 GNSS 接收机的定位准确度。还可以进行一些其它测试，例如重新捕获时间测试和干扰测试等，但不太常用。
TTFF 和定位准确度测试都需要使用多颗卫星信号进行测试，从而接收机可以计算并汇报所在位置。在研发和系统验证阶段通常会进行这些测试。由于所需要的测试时间的较长，生产测试中很少进行这些测试。在生产测试中，通常使用简单的单颗卫星信号来进行灵敏度测试。
通过使用天线接收空中的 GNSS 信号来进行 GNSS 接收机测试，是简单可实现的，但是这种测试存在很多问题。首先它只能提供有限的信息，由于空中的 GNSS 信号受多种因素影响，在持续的变化，因此很难保证测试信号的可控性和可持续性。再有，在特定的位置和时间上，有可能没有足够的可用卫星信号可以接收。此外，一些特殊情况下的测试，例如远程测试和高速运动的场景测试，测试费用高昂，而且很难实现。
存储和回放系统可以提供仿真的 GNSS 信号，进行接收机测试。虽然这类系统能够提供可重复的测试信号，但是它不能对所存储的信号进行修改，不能调整单个卫星的信号，或是在信号回放时实时添加减损。
为了解决这些问题，可以使用 GNSS 信号仿真器来进行 GNSS 接收机测试。 GNSS 信号仿真器可以仿真 GNSS 接收机所接收的信号: 来自于多颗卫星的 GNSS 信号，每颗卫星的信号具有不同的时延、多普勒频偏和功率电平。实时 GNSS 仿真器允许在信号生成的过程中对信号进行修改。GNSS 仿真器的另一个优势是能够仿真实际中不存在的卫星，从而可以在系统中 (例如 Galileo和北斗) 全部卫星完成部署之前，对系统进行早期测试。
来看一下 GNSS 仿真器进行上述测试所必备的功能。表 1 介绍了一些关键功能以及这些功能可以满足的测试挑战。
在研发和验证阶段，卫星导航系统 GNSS 仿线 颗卫星，最好可以支持 12 颗卫星或更多卫星的仿真，从而支持用户可以仿真地球上任意位置处的所有可见星信号。仿真器应该能够仿真静态和移动接收机情景，以进行基本的 TTFF 测试和测试移动接收机跟踪卫星和维持定位的能力。通过实时调整卫星功率和控制卫星的可见性2021苹果美国id号怎么注册，可以测试接收机的灵敏度和重复捕获卫星信号的能力。在研发阶段，仿真器灵活生成任意时间，地点或任意运动轨迹(移动接收机)的场景的能力也是必要的。
对于研发应用而言，卫星导航系统 GNSS 仿真器必须能够添加信号减损，以便测试接收机在各种不同环境、条件下的性能。减损包括多径信号，主要是真实环境中，建筑物、树木及其它障碍物的反射所形成。多路径信号属于反射信号，与直达信号相比，通常到达接收机时，具有更低的信号功率，不同的延迟和多普勒频偏。通过控制卫星可见性可以模拟在真实环境中由于遮挡而造成的卫星信号消失，如隧道，山脉或者建筑物等。通过设置截止高度角，可以将可见卫星限制在高于所设定截止高度角的范围内，来模拟山区或者“城市峡谷地区”环境的遮挡。通过对电离层和对流层中的衰减和延迟进行建模，可为 GNSS 接收机提供更真实的信号。在 GNSS 信号中添加已校准的 AWGN (加性高斯白噪声)，可以更精确的控制所产生 GNSS 信号的 C/N。
生产测试中，有时需要测试 TTFF。通常情况下，只需要使用简单的静态单颗卫星信号进行测试，来验证 GNSS 接收机捕获卫星信号、汇报接收功率以及跟踪卫星的能力。相比于定位测试需要 30~45 秒的时间，这类测试过程相对快速。测试所需的单星信号只需要静止卫星信号或波形文件而不需要真实的导航电文。
是德科技的 GNSS 接收机测试解决方案，包括 N7609B Signal Studio for GNSS 软件和信号发生器，可以生成基带和射频导航信号，以进行 GNSS 接收机测试。
N7609B Signal Studio for GNSS 软件能够实时仿真 GPS 和 GLONASS 系统中的 L1 C/A 码卫星信号、Galileo 系统中的 E1 开放服务信号以及北斗系统中的 B1 开放服务信号。每个星座最多可支持 15 颗可见卫星的仿真，GPS、GLONASS 和/或北斗的可见信号与多径信号共享最多 40 个信道，Galileo 额外支持 16 个信道。该软件能够实时控制卫星的可见性和功率、添加伪距误差或多径损耗。支持生成包含任意日期、时间和位置的定制场景，仿真静态或移动接收机的信号。
图 15 显示了使用 N7609B 在测试 GNSS 接收机时的两种系统配置。第一种配置使用是德科技 X 系列信号发生器实时生成信号。在该配置下，N7609B 软件运行在外部的 PC 中，用于配置信号参数和生成场景数据。数据被下载到 X 系列信号发生器中，控制仪器中的 FPGA 实时生成 GNSS 信号。EXG/MXG 输出的射频 GNSS 信号连接至被测 GNSS 接收机，用于测试。接收机通过 USB 与 PC 连接。GNSS 接收机的监控软件运行在 PC 上，汇报测量结果。
第二种配置使用 N5106A PXB 基带发生器和信道仿真器。在这个配置中， N7609B 软件作为仪器固化软件的一部分，在 PXB 内运行。它生成场景数据，并配置 PXB 实时生成基带 GNSS 信号。对于射频输出，需要使用 EXG、 MXG 或 ESG 矢量信号发生器将 PXB 输出的基带 I/Q 信号上变频至射频信号。此时，EXG、MXG 或 ESG 作为射频上变频器使用，仪器不需要基带发生器选件。
本章节下面部分将集中介绍实时多星卫星导航系统 GNSS 信号仿真，用于更复杂的GNSS 接收机测试。使用图 15 中的第一种配置，被测 GNSS 接收机是 u-blox AG的 u-blox 6 评估套件。
N7609B 软件包含一系列预置的场景文件，用于帮助用户快速地开始测试。在使用这类场景文件生成信号时，用户启动N7609B 软件并进入“GNSS” 主设置页面 (如图 16 所示) 进行设置。Simulation Mode 参数的默认设置 “Navigation”可生成包含导航电文的多卫星信号，用于接收机定位测试。另一种设置是“Static Test”，此时，导航数据和卫星的设置保持不变，直至用户输入一个变化值。Scenario Source 参数允许用户选择“User Scenario File”模式 (使用已保存的场景文件，最长可持续 24 小时非重复的生成信号) 或 “Scenario Generator Settings”模式 (使用场景生成器中的设置，连续生成信号，可获得更长的仿真时间)。“Scenario Generator Settings”模式要求仪器与 PC 保持连接。使用”User Scenario File”模式，在场景文件下载到仪器后，仪器可以与 PC 断开连接。“User Scenario File”模式使用已保存的场景文件，点击 Scenario File 参数选择要使用的场景文件。N7609B 软件提供若干个场景文件可供使用。
Constellation Control 允许您轻松地开启或关闭某个 GNSS 星座中的所有卫星，或对这个星座中的所有卫星添加相对功率偏置。Scenario Information 显示了所选择场景文件的详细信息。从图中可见，默认的场景文件仿真的是一个静态场景，显示了所仿真地点的经度、纬度和高度信息，以及在场景开始时的可见卫星。
点击左侧面板的 Instrument 节点，设置输出功率，随后点击 State On 按钮，开始生成信号。
在信号播放时，接收机的监控软件能够提供被测接收机的信息。例如，图 17 显示了 u-blox 配套的 u-Center 软件的用户界面。从图中可以看到，接收机捕获和正在使用的卫星 (绿色)、每颗卫星的 C/N (底部中心窗口)、卫星星空视图 (中右方窗口)、计算的位置信息、首次定位时间、HDOP 和 VDOP (右上方窗口)。
图 18 显示了“卫星设置”页面，用于在信号播放时，实时控制单颗或一组卫星的功率和可见性，为信号添加减损。
页面显示了全部可见卫星，“G”表示 GPS 卫星，“E”表示 Galileo 卫星， “R”表示 GLONASS 卫星，“B”表示北斗卫星。对于每颗卫星，可以使用 “Enabled”栏开启或关闭卫星，输入相对功率偏置，添加伪距误差或多径损耗。在更改参数之前，通过“Group”栏中指定的多颗卫星作为一组，这样可以同时对一组卫星进行参数更改。实时控制允许对因障碍物或伪距误差引起的功率损耗或可见性损耗进行建模，并迅速查看它们对接收机的影响。
要创建静态场景，用户需要设置仿真的位置、起始日期和时间、持续时间 (长达 24 小时)、截止高度角以及是否应用对流层和电离层模型。如果选择应用对流层、电离层模型，场景生成器会将相应的模型参数填入卫星的导航电文，并同时将该模型计算所得的偏差应用于 GNSS 的仿真信号。
用户可以选择在场景中包含哪一个星座。对于每个星座，用户需要选择一个历书文件来描述在指定日期和时间，卫星的位置。要下载 YUMA 格式的 GPS 历书文件，请访问，下载GLONASS 的历书文件，请访问ftp://ftp.glonass-iac.ru/MCC/ALMANAC。目前，还没有网站提供Galileo 或北斗系统的历书文件。对于 Galileo 和北斗系统，N7609B使用与 GPS 格式类似的历书文件。您能够编辑软件中的历书文件，根据仿真需要来修改历书中的时间和日期信息。
在进行辅助 GNSS (A-GNSS) 测试时，场景发生器可以设置星历文件，用于一致性测试。场景发生器还可以输出每个场景的星历数据和 A-GNSS 辅助数据。
场景发生器还可以创建动态场景，用于仿真移动 GNSS 接收机。图 20 显示了创建动态场景的设置，该设置与创建静态场景类似。不同之处是在生成动态场景时，接收机位置信息的设置是通过使用 NMEA (GGA 或 RMC 格式) 信息文件 (包含带有时间戳的位置序列) 来描述接收机的运动轨迹。NMEA 是指美国国家海洋电子协会，指定了在不同类型的船用电子设备之间进行数据通信的规范。GNSS 接收机在数据输出时采用 NMEA 数据格式。N7609B 软件提供若干个 GGA 文件可供使用，同时还可以使用轨迹发生器来生成此类文件(稍后介绍)。使用接收机厂商提供的接收机控制接口软件还可以记录 GNSS 接收机的 GGA 数据。
日期和时间信息可以直接 NMEA 信息文件中读取，作为默认值。用户也可以自行设置。
如欲了解场景发生器的更多信息，请参阅N7609B在线帮助。所有设置完成之后，用户可以点击“Create Scenario”按钮，来创建并保存场景文件。随后可以在“GNSS”主设置页面中选择此场景文件，用于实时生成 GNSS 信号。
例如，在图 20 的场景发生器设置页面中，将“Scenario Type”设为 “Dynamic”，来创建动态情景。对于“NMEA Message File”参数，选择N7609B 软件提供的“Circle.gga”轨迹文件。其它设置可以保持默认值或根据需要进行修改。点击“Create Scenario”按钮，生成并保存场景文件。接下来，点击窗口左侧面板上的“GNSS”节点，选择此场景文件，再点击“State On”按钮实时生成信号。
场景编辑功能可以修改情景文件并且添加减损，从而使场景文件能够重复使用，在相同条件下进行多种测试。场景编辑器允许您在一定时间内对一颗或多颗卫星添加功率偏置，使您能够仿真一些场景，例如卫星在经过隧道时的功率下降。如图 22 所示，还可以通过选择可见卫星，分配多径所占用的信道，指定起始/终止时间、多普勒频偏、延迟和功率偏置，来添加多径信号。场景编辑器还支持删除场景中的某个信道或修改场景长度。
N7609B 软件提供场景绘制 (Scenario Graphics) 功能，使您能够查看场景文件中任意时刻每个信道上的卫星，如图 23 所示。不同卫星通过颜色和 ID 加以识别。图中在窗口底部还会显示编辑场景文件时的变更记录。
轨迹发生器可以生成描述移动接收机运动轨迹的 NMEA GGA 消息文件，用于生成动态场景，以测试接收机在不同运动速度时，捕获、跟踪卫星以及汇报精确位置的能力。
用户通过创建一系列分段，例如直行、转弯、等待状态，并在每个分段中设置速度和加速度等信息，来描述接收机的运动轨迹。还可以在 Google Earth 或 Google Maps 中创建轨迹，并将其保存为 *.KML 文件，然后使用轨迹发生器中的 KML Converter 将所生成的KML文件转换为 NMEA 消息文件。
在 GNSS 接收机测试中，通常直接使用电缆将所产生的 GNSS 信号连接至接收机射频输入端口，这样的测试比包含了接收机天线影响的空中信号测试更简单。为了更好地评估测试过程中接收机天线B提供简单的图形用户界面，允许用户配置和应用天线方向图，对接收机天线的功率剖面进行建模。这个功能还可以用来模拟接收机附近的障碍物或是信号吸收。天线建模设置支持:
— 静态场景时，天线模型基于绝对方位角/仰角; 动态场景时，天线模型基于与 GNSS 接收机的运动方向的相对值
现如今，基于位置的服务和应用的快速增长、导航设备在消费类电子产品中的广泛应用、GNSS 系统的扩张以及最新系统的部署 (例如 GLONASS、北斗/Compass 和 Galileo) 都对 GNSS 接收机测试提出了新的挑战。为了更全面的进行 GNSS 接收机测试，需要仿真多个 GNSS 星座的信号，并对卫星信号中的不同减损进行模拟。N7609B Signal Studio for GNSS 软件提供实时 GNSS 信号仿真，可以满足现在多星座 GNSS 接收机测试的所有需求。
