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北斗时间服务器

发布时间:2023-10-30 作者: 来源: 阅读量:0

[摘要]时间是表征物质运动的物理量,也是到目前为止所有物理量、物理常数中测量精度最高的。时间是现代信息社会的基本要素,包含时刻和时间间隔,用于记录事件发生的时刻和持续的时间间隔。

时间是表征物质运动的物理量,也是到目前为止所有物理量、物理常数中测量精度最高的。时间是现代信息社会的基本要素,包含时刻和时间间隔,用于记录事件发生的时刻和持续的时间间隔。

 

  时频同步接收机由时间传递单元和时钟调控单元组成。其中,时间传递单元通过网络实时获取服务平台实时播发的卫星段时间同步改正数,并采用实时PPP时间传递方法估计大气延迟引起的时间传递误差,进而获取本地时钟与钟差基准的差异;时钟调控单元根据实时获取的钟差结果,采用精密时钟调控算法实现本地时间与钟差基准的同步,并进行相应的硬件延迟标校,最终在整秒时刻输出授时结果的秒脉冲信息。

 

  当时间基准被传递到接收机后,接收机需要通过时频调控技术和硬件延迟标校技术来保持自身时间与时间基准的一致性。射频模块由时钟模块给出的时钟信号来驱动,完成下变频、滤波和采样,基带信号处理模块对数字中频信号进行处理获取观测值和星历等信息。钟差估计模块根据接收到的观测值、星历以及实时卫星轨道、钟差产品,对接收机的位置和钟差进行估计。接收机时钟模块根据接收机的钟差来调整输出到基带处理模块和射频模块的时间信号和频率信号,并对外界提供标准的时频信息。为保证接收机所复现出的卫星时间与真实卫星时间保持同步,接收机需要对时频信号进行调控,并对由于硬件电路造成的时间延迟进行标校。

 

  时钟模块是无源自主授时接收机的核心,其作用是将本地时间驯服到卫星导航系统的时间基准,并在本地时间的整秒时刻输出秒脉冲。对于授时型接收终端,其内部的时钟多为晶振,受频率偏差和频率老化的影响,本地时钟表征时间相对于卫星时间基准的误差将随着时间的积累而发散,从而接收机的1PPS输出也将随着接收机时钟一起发生发散。为了保证本地时钟和1PPS输出的稳定性,时钟模块需要根据前面历元的接收机钟差信息,对接收机时钟进行调控,来抑制接收机本身的频率偏差和频率老化的影响。

 

  时钟调控方法主要可以分为两类:一是调相法,接收机只在钟差超过阈值时,调整本地时间下一秒的秒长,这种方法的调控步进受系统时钟频率的限制,存在分辨率的影响,这种方法只适合接收机刚启动时对本地时间的粗略调控;二是调频法,接收机通过调整晶振频率来补偿晶振自身的频偏,从而防止本地时间因晶振频率偏差而发散。

 

  相对于常规的时钟调控方式,压控恒温晶振更适用于基于PPP的高精度授时接收机,能充分发挥载波相位高精度的优势。PPP解算出的高精度钟差经过时钟调控算法中的滤波处理转换为该时刻的晶振频率调整量,该调整量被送入数模转换模块生成电压变换量,用以调控VCOCXO,从而改变晶振频率。


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