一种频漂和时间确定方法、及GNSS接收机技术

本发明专利技术实施例提供一种频漂和时间确定方法、及GNSS接收机；具体针对GNSS接收机的温度传感和记录仪电路设计方案，给出频漂和时间的确定方案。其中频漂确定过程包括：获取频漂元件当前的相关温度值；所述相关温度值由温度感应元件感应得到；调取预分析的频漂模型，所述频漂模型表示有频漂元件的温度值及频漂值的函数关系；根据所述频漂模型及所述当前的相关温度值，确定频漂元件当前的频漂值。时间确定过程包括：获取频漂元件当前的计数值；根据上一次频漂元件的计数值和相应的GNSS时间值，推算出当前的GNSS时间值。本发明专利技术实施例为减小GNSS接收机的首次定位所需时间提供可能。

【技术实现步骤摘要】
一种频漂和时间确定方法、及GNSS接收机
本专利技术涉及卫星导航
，具体地说，涉及一种频漂和时间确定方法、及GNSS接收机。
技术介绍
作为当今世界最具发展前途的高科技领域之一，GNSS(GlobalNavigationSatelliteSystem，全球导航卫星系统)是一个国家综合国力、核心竞争力与科技创新能力的重要标志和集中体现。目前GNSS主要有中国的北斗(Compass或者BeiDou)卫星导航系统、美国的全球定位系统(GPS，GlobalPositioningSystem)、俄国的格洛纳斯(GLONASS)、欧洲的伽利略(Galileo)系统、印度区域导航卫星系统(IRNSS)、日本准天顶卫星系统(QZSS)及各个星基增强系统(SBAS，比如WAAS、EGNOS、MSAS)等。GNSS接收机是用户侧的用于接收卫星信号，以实现位置定位的设备，图1示出了GNSS接收机与GNSS的架构示意图，如图1所示，包括：GNSS接收机01和GNSS卫星02，可参照。GNSS接收机为实现位置定位需要先进行卫星信号的捕捉及跟踪，由于不同卫星的导航信号通常调制着不同的伪随机噪声码(PRN，简称伪码)、不同卫星信号一般受到不同的多普勒频移效应、GNSS接收机的晶振频率存在频漂等原因，因此GNSS接收机在搜索、捕捉卫星信号时，涉及在一定范围的频率维度上对卫星信号进行多普勒频移(或者说载波频率)搜索，也称为对卫星信号的频率搜索，以及在一定范围的时间维度上对卫星信号的伪码相位进行搜索，也称为对卫星信号的时间搜索。而在相同的接收机硬件资源和软件算法条件下，对一个卫星信号搜索的载波频率值及码相位值的二维不定区间范围越大，则GNSS接收机完成对该卫星信号搜索的时间越长，这将加长GNSS接收机首次定位所需时间(TTFF)，影响接收机启动性能。本专利技术的专利技术人发现：搜索载波频率值及码相位值的不定区间范围的大小，主要取决于GNSS接收机对自身时间、位置、速度、晶体振荡器等频漂元件的频漂等信息掌握的精确程度，频漂为频率漂移的简称；GNSS接收机对这些信息的掌握准确程度越高，则GNSS接收机就越能准确地估算出被搜索、捕获卫星信号的载波频率和码相位这二维参数，也就是说，所估算出的作为搜索载波频率值及码相位值的不定区间范围就越小；因此如何提升GNSS接收机对自身时间、位置、速度、频漂元件的频漂等信息掌握的精确程度，显得尤为必要。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术实施例提供一种频漂和时间确定方法、及GNSS接收机，以准确地确定GNSS接收机中的频漂元件的频漂及时间信息，为减小搜索载波频率值及码相位值所用的不定区间范围的大小，减小GNSS接收机的首次定位所需时间提供可能。为实现上述目的，本专利技术实施例提供如下技术方案：一种频漂和时间确定方法，其特征在于，包括：确定频漂元件当前的频漂值，及当前的GNSS时间值；其中，确定频漂元件当前的频漂值的过程包括：获取频漂元件当前的相关温度值；所述相关温度值由温度感应元件感应得到；调取预分析的频漂模型，所述频漂模型表示有频漂元件的温度值及频漂值的函数关系；根据所述频漂模型及所述当前的相关温度值，确定频漂元件当前的频漂值；确定当前的GNSS时间值的过程包括：获取频漂元件当前的计数值；根据上一次频漂元件的计数值和相应的GNSS时间值，推算出当前的GNSS时间值。一种GNSS接收机，其特征在于，包括：系统级芯片，温度感应元件，频漂元件；其中，系统级芯片中设置有嵌入式计算机，外设总线接口，温度传感控制器，及可读写存储器；嵌入式计算机通过外设总线接口，与温度传感控制器及可读写存储器通信；所述温度感应元件用于感应频漂元件的相关温度值；所述温度传感控制器用于受嵌入式计算机的控制，控制温度感应元件的工作状态；所述可读写存储器用于存储温度感应元件所感应的频漂元件的相关温度值和相应的RTC计数值；所述嵌入式计算机用于，确定频漂元件当前的频漂值，及当前的GNSS时间值；其中，确定频漂元件当前的频漂值的过程包括：获取频漂元件当前的相关温度值；所述相关温度值由温度感应元件感应得到；调取预分析的频漂模型，所述频漂模型表示有频漂元件的温度值及频漂值的函数关系；根据所述频漂模型及所述当前的相关温度值，确定频漂元件当前的频漂值；确定当前的GNSS时间值的过程包括：获取频漂元件当前的计数值；根据上一次频漂元件的计数值和相应的GNSS时间值，推算出当前的GNSS时间值。基于上述技术方案，本专利技术实施例提供的频漂和时间确定方法可基于预分析的频漂模型，及所获取的频漂元件当前的相关温度值，实现频漂元件当前的频漂值的准确确定；同时根据上一次频漂元件的计数值和相应的GNSS时间值，推算出当前的GNSS时间值，使得GNSS接收机能够对自身频漂元件的频漂及时间信息进行精准的掌握，为减小搜索载波频率值及码相位值所用的不定区间范围的大小，减小GNSS接收机的首次定位所需时间提供可能。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。图1为GNSS接收机与GNSS的架构示意图；图2为GNSS接收机搜索卫星信号的三维搜索空间的示意图；图3为TCXO频漂模型和RTC频漂模型的构建过程示意图；图4为本专利技术实施例提供的频漂模型的构建方法的流程图；图5为本专利技术实施例提供的更新数据库的方法流程图；图6为更新和构建模型的示意图；图7为频漂确定方法的流程图；图8为利用TCXO频漂模型推测TCXO的当前频漂值的方法流程图；图9为推算晶体振荡器当前的时间值的方法流程图；图10为确定TXCO频漂及GNSS时间的流程图；图11为本专利技术实施例提供的RTC的频漂值获得所需的结构架构示意图；图12为本专利技术实施例提供的系统级芯片中的综合技术措施示意图；图13为本专利技术实施例提供的GNSS接收机的结构框图；图14为本专利技术实施例提供的GNSS接收机的另一结构框图；图15为本专利技术实施例提供的数字温度传感器的结构框图；图16为本专利技术实施例提供的模拟温度传感器的结构框图。具体实施方式需要进一步说明的是，如图1所示，GNSS接收机为实现位置定位需要先进行卫星信号的捕捉及跟踪(包括由于建筑物阻挡等原因而导致失去跟踪信号后，GNSS接收机对卫星信号的重捕情形)；而GNSS接收机捕捉卫星信号的过程可以认为是一个三维搜索过程，即GNSS接收机需要先确定哪些卫星的卫星信号可能可见，按照怎样的一个顺序去搜索可见卫星的卫星信号，然后对每颗可能可见而值得搜索的卫星进行卫星信号的频率和时间的二维搜索；因为不同的卫星信号通常调制着不同的伪随机噪声码(PRN，简称伪码)，并且呈现不同的多普勒频移，所以对卫星信号频率这一维的搜索又称为多普勒频移搜索，即搜索卫星信号的载波频率，而对时间这一维的搜索又称为伪码相位的搜索，即搜索卫星信号的码相位；同时，当GNSS接收机对至少四颗卫星进行信号跟踪与测量时，GNSS接收机就可以实现自我定位、定速和定时。GNSS接收机的这种定位、定速和定时算法还一并解算出了GNSS接收机的频率误差，它本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种频漂和时间确定方法，其特征在于，包括：确定频漂元件当前的频漂值，及当前的GNSS时间值；其中，确定频漂元件当前的频漂值的过程包括：获取频漂元件当前的相关温度值；所述相关温度值由温度感应元件感应得到；调取预分析的频漂模型，所述频漂模型表示有频漂元件的温度值及频漂值的函数关系；根据所述频漂模型及所述当前的相关温度值，确定频漂元件当前的频漂值；确定当前的GNSS时间值的过程包括：获取频漂元件当前的计数值；根据上一次频漂元件的计数值和相应的GNSS时间值，推算出当前的GNSS时间值。

【技术特征摘要】
1.一种频漂和时间确定方法，其特征在于，包括：确定频漂元件当前的频漂值，及当前的GNSS时间值；其中，确定频漂元件当前的频漂值的过程包括：获取频漂元件当前的相关温度值；所述相关温度值由温度感应元件感应得到；调取预分析的频漂模型，所述频漂模型表示有频漂元件的温度值及频漂值的函数关系；根据所述频漂模型及所述当前的相关温度值，确定频漂元件当前的频漂值；确定当前的GNSS时间值的过程包括：获取频漂元件当前的计数值；根据上一次频漂元件的计数值和相应的GNSS时间值，推算出当前的GNSS时间值。2.根据权利要求1所述的频漂和时间确定方法，其特征在于，所述方法还包括：调取数据库，所述数据库记录有频漂元件多对的温度值及频漂值的数据对；根据数据库中记录的多对的温度值及频漂值的数据对，确定各温度值相应的平均频漂值；将各温度值相应的平均频漂值进行曲线逼近拟合处理，得到表示温度值及频漂值的函数关系式，以所述函数关系式表示频漂模型。3.根据权利要求2所述的频漂和时间确定方法，其特征在于，所述频漂元件为晶体振荡器，所述频漂模型为晶体振荡器的频漂模型；所述方法还包括：根据卫星信号测量值，确定GNSS接收机的频率偏差值，以所述频率偏差值线性反映晶体振荡器相应的频漂值；从频漂值中确定定位质量符合设定定位质量要求的频漂值；当所确定的频漂值对应的测量时刻存在有效温度值时，提取所确定的频漂值相应的温度值，形成待处理的温度值及频漂值的数据对；将所述待处理的温度值及频漂值的数据对加入所述数据库，所述数据库记录有多对的温度值及频漂值的数据对，一个温度值对应有多个频漂值。4.根据权利要3所述的频漂和时间确定方法，其特征在于，所述将所述待处理的温度值及频漂值的数据对加入所述数据库之前，还包括：利用数据库中历史保存的温度值及频漂值的数据对，或者历史建立的晶体振荡器的频漂模型，对所述待处理的温度值及频漂值的数据对进行一致性的验证；所述将所述待处理的温度值及频漂值的数据对加入所述数据库包括：在验证通过后，将所述待处理的温度值及频漂值的数据对加入所述数据库。5.根据权利要求3所述的频漂和时间确定方法，其特征在于，所述获取频漂元件当前的计数值包括：获取至今所记录的晶体振荡器一系列的计数值与温度值，一个晶体振荡器的计数值对应一个温度值；所述根据上一次频漂元件的计数值和相应的GNSS时间值，推算出当前的GNSS时间值包括：根据所述频漂模型，确定各温度值相应的频漂值；根据标称频率，及各温度值相应的频漂值，确定各温度值相应的各个测量时刻的频率值；及确定各测量时刻相应的计数值间隔；根据各个测量时刻的频率值，及各测量时刻相应的计数器值间隔，确定各计数值间隔相应的时间间隔；将上一次有效的计数器值和相应的GNSS时间值数据对为起点，对各计数值间隔相应的时间间隔作加和处理，得到当前GNSS时间值。6.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢钢，谢承华，邬成，黄建勇，宋志豪，赵杰，
申请(专利权)人：上海北伽导航科技有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31