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谈谈gps时钟和北斗时钟双系统构架组成
发布时间:2022-09-19   点击次数:77次
  今天小编给大家讲讲gps时钟和北斗时钟双系统构架组成:
 
  gps北斗双模时钟系统主要包括时钟源接收单元、数据处理单元、信号输出单元和电源转换单元,在某种对精度要求比较高的场合,也会增加驯服单元。
 
  时钟源接收单元包括GPS 和BD接收模块,分别接收GPS和北斗的卫星信号,从信号解析中分别解析出时间信息,然后将2种外部时间信息送入数据处理单元。根据双模授时短发择优选出外部时间信息并转换成标准的UTC时间。如有驯服单元,会将相应的秒脉冲信号送入驯服单元,本地时钟经驯服单元驯服后得到稳定标准的本地秒脉冲,将其送入数据处理单元。数据处理单元根据输入的本地秒脉冲同步将UTC时间送入信号输出单元,以此得到高精度授时。
 
  1、接收单元:
 
  BD接收和GPS接收单元分别通过天线接收BD和GPS卫星信号,并根据规范转换成标准 的NEMA0183的信息输出,同时送出秒脉冲信息。以SYN2136型这款双模时钟产品的接收单元为例,输入北斗和gps信号的频点分别为B1和L1,定时精度可达到≤30ns。
 
  2、驯服单元:
 
  驯服单元根据输入的参考秒脉冲得到符合指标的高稳本地秒脉冲。驯服后, 当外部参考秒脉冲丢失, 该单元仍然输出满足指标要求的秒脉冲信号。
 
  鉴于BDS/GPS 模块产生的pps精度小于100ns,但是却有良好的长期稳定性。而恒温晶振具有比较高的短期稳定性。驯服单元结合两者优点,产生一个精度与稳定度均达到指标要求的时间标准。
 
  驯服单元里主要包含驯服模块,其主要由相位/频率测量、滤波处理/频率预测、数模转换和本振频率产生五个部分组成。
 
  驯服单元本质上是一个锁相环。其将外部时钟源优选的秒脉冲信号作为该模块的pps参考输入。该模块将参考pps与本地振荡器产生的pps进行相位/频率测量。由于温度变化等原因通常会使得参考pps相位存在一定的抖动,容易造成精度的恶化。
 
  通过对本地振荡器的频率和pps相位输出进行自适应滤波得到频率和相位的估计值,然后通过反馈控制本地振荡器产生得到输出pps相位。重复上述过程,最终可由本地晶振产生得到与标准时间同步的精确pps信号。在无外部pps参考源输入时,模块进入守时状态,为系统提供准确的时间基准。

北斗时钟

 

 
  3、数据处理单元:
 
  数据处理单元主要完成时钟源优选、PPS无缝切换,并同步输出标准时间和秒脉冲,实现高精度的对外授时功能。
 
  如果外部时钟源丢失,则数据处理单元通过处理器中的守时模块进入守时模式,得到可靠的本地UTC时间,,并通过处理器对输入本地秒脉冲的响应,同步输出UTC时间吗,实现高精度 的对外授时功能。
 
  4、信号输出单元:
 
  信号输出单元包括状态指示模块和输出接口电平转换模块,状态指示模块是根据输入的信号指示系统的供电情况及工作状态,输出接口电平转换模块是通过串口电平转换电路,实现UTC时间串口输出,及单引脚电平输出,实现本地高稳秒脉冲输出,对外直接实现时间和秒脉冲的校准。
 
  5、守时单元:
 
  整个守时子单元程序分为现场可编程门阵列程序和单片机程序两部分,现场可编程门阵列程序主要包括时钟处理部分以及数据通信部分。时钟处理部分主要负责测量单片机控制 DA 转换器所需的平
 
  均时钟误差即由于导航芯片信号的抖动、晶振老化漂移以及晶振不准而产生的误差。单片机程序主要包括误差控制部分。
 
  随着我国北斗微信的高速发展,产业化越来越完善,具有北斗元素的双模型会普及到更多的领域,GPS时钟,北斗时钟并驾齐驱的的时代越来越近。让我们一起期盼北斗会更好,中国科技会越来越强,祖国会越来越好。

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