一种提高授时精度的方法、系统、存储介质和电子设备技术方案

本发明专利技术涉及GNSS卫星信号处理技术领域，尤其涉及一种提高授时精度的方法、系统、存储介质和电子设备，方法包括：利用本地时间系统获取当前时刻的本地维持时间和PVT解算时间并计算误差项，其中，使用压控振荡器代替本地的GNSS系统中的温补振荡器，得到本地时间系统；利用当前时刻的误差项计算得到当前时刻的PPS频率；根据当前时刻的PPS频率调整所述压控振荡器的控制电压，以使施加当前时刻的控制电压的压控振荡器生成时钟信号，对当前时刻的时钟信号进行处理，得到新的PPS频率，并得到下一时刻的本地维持时间，获取下一时刻的PVT解算时间，并将下一时刻作为当前时刻，返回执行，并进行多次迭代，以降低误差项。以降低误差项。以降低误差项。

【技术实现步骤摘要】
一种提高授时精度的方法、系统、存储介质和电子设备


[0001]本专利技术涉及GNSS卫星信号处理
，尤其涉及一种提高授时精度的方法、系统、存储介质和电子设备。

技术介绍

[0002]GPS授时系统授时原理是由每颗卫星上原子钟的铯和铷原子频标保持的。这些星钟一般来讲精确到世界协调时(UTC)的几纳秒以内，UTC是由海军观象台的“主钟”保持的，每台主钟的稳定性为若干个10
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13秒。GPS卫星早期采用两部铯频标和两部铷频标，后来逐步改变为更多地采用铷频标。通常，在任一指定时间内，每颗卫星上只有一台频标在工作。我们想要得到高精度的导航定位结果，就需要对时间测量得很准的设备，这个在卫星上主要是通过星载原子钟得到的，星载原子钟包括氢原子钟、铷钟等设备，原子钟的原理是：原子中的电子从一个能级跃迁到另一个能级的时候频率很稳定，以这个频率作为钟摆就能得到非常精准的时间。
[0003]这个时钟能够让各个卫星之间保持高精准的时间同步，并且各自的时间起始时刻能够对的很准。考虑到用户和卫星的钟差，所以通常至少需要四颗卫星才能实现导航定位，而当用户解算出来自己和卫星的钟差之后就可以校正自己本地的时钟，将其和卫星的非常精准的时钟同步到同一个时刻，这个过程也叫做授时。
[0004]GPS授时原理是在任意时刻能同时接收其视野范围内4～8颗卫星的信号，其内部硬件电路和软件通过对接收到的信息进行编码和处理，能从中提取并输出两种时间信号：一个是间隔为1秒的同步脉冲信号1PPS，其脉冲前沿与UCT的同步误差不超过1ns，二是包括在串口输出信息中的UCT绝对时间(年、月、日、时、分、秒)，它是与1PPS脉冲相对应的。一旦天线位置固定下来，GPS授时只需要接收一颗卫星的信号变可维持其精密的时间输出。
[0005]现有技术及其缺点如下：
[0006]1)公开号CN108931915A、主题名称为“利用导航卫星的授时方法和装置、计算机可读存储介质”的专利技术专利，利用全球导航卫星系统来实现远距离、大范围内高精度时间同步。该专利探讨了钟差优化的方法，利用修正后的用户接收机钟差来对接收机本地时钟进行调整。没有考虑到接收机整秒输出中的量化误差对授时精度的影响。
[0007]2)公开号为CN110445571A、主题名称为“一种授时系统延时误差的补偿方法、系统、终端及存储介质”的专利技术专利，说明了系统延时的存在，并给出了利用系统时间对比UTC时间，得到延时时间，并对其进行补偿修正的方法。其中标准时间的获取是通过移动智能终端经注册运营商网络获得，因此该方法获得的标准时间精度有限。
[0008]3)公开号为CN115453851A、主题名称为“基于BD3的多卫星综合授时方法、系统、设备及介质”的专利技术专利，利用BD3卫星实现综合授时，通过对所有BD3卫星进行组合，多轮迭代中遍历所有授时卫星组合，计算得出卫星的授时权重，然后根据卫星授时权重进行中断设备授时，并根据卫星授时权重计算组合授时误差，在达到最大迭代轮数是，筛选出用于终端设备授时的最优授时卫星组合。该方法给出了一种多卫星加权授时的方法，但是计算量
过大，并且没有考虑到授时系统内部的各种误差。

技术实现思路

[0009]本专利技术所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供了一种提高授时精度的方法、系统、存储介质和电子设备。
[0010]本专利技术的一种提高授时精度的方法的技术方案如下：
[0011]S1、利用本地时间系统获取当前时刻的本地维持时间和PVT解算时间，其中，使用压控振荡器代替本地的GNSS系统中的温补振荡器，得到本地时间系统；
[0012]S2、计算当前时刻的本地维持时间和PVT解算时间之间的误差项；
[0013]S3、利用当前时刻的误差项计算得到当前时刻的PPS频率；
[0014]S4、根据当前时刻的PPS频率调整所述压控振荡器的控制电压，以使施加当前时刻的控制电压的压控振荡器生成时钟信号，对当前时刻的时钟信号进行处理，得到新的PPS频率；
[0015]S5、利用新的PPS频率更新当前时刻的本地维持时间，得到下一时刻的本地维持时间，获取下一时刻的PVT解算时间，并将下一时刻作为当前时刻，返回执行S2，并进行多次迭代，以降低误差项。
[0016]本专利技术的一种提高授时精度的系统的技术方案如下：
[0017]包括获取模块、第一计算模块、第二计算模块、控制处理模块、更新模块和迭代模块；
[0018]所述获取模块用于：利用本地时间系统获取当前时刻的本地维持时间和PVT解算时间，其中，使用压控振荡器代替本地的GNSS系统中的温补振荡器，得到本地时间系统；
[0019]所述第一计算模块用于：计算当前时刻的本地维持时间和PVT解算时间之间的误差项；
[0020]所述第二计算模块用于：利用当前时刻的误差项计算得到当前时刻的PPS频率；
[0021]所述控制处理模块用于：根据当前时刻的PPS频率调整所述压控振荡器的控制电压，以使施加当前时刻的控制电压的压控振荡器生成时钟信号，对当前时刻的时钟信号进行处理，得到新的PPS频率；
[0022]所述更新模块用于：利用新的PPS频率更新当前时刻的本地维持时间，所述获取模块还用于：利用所述本地时间系统得到下一时刻的本地维持时间，获取下一时刻的PVT解算时间；
[0023]所述迭代模块用于：将下一时刻作为当前时刻，重新调用所述第一计算模块、所述第二计算模块、所述更新模块和所述获取模块，并进行多次迭代，以降低误差项。
[0024]本专利技术的一种存储介质，所述存储介质中存储有指令，当计算机读取所述指令时，使所述计算机执行如上述任一项所述的一种提高授时精度的方法。
[0025]本专利技术的一种电子设备，包括处理器和上述的存储介质，所述处理器执行所述存储介质中的指令。
[0026]本专利技术的技术效果如下：
[0027]通过使用压控振荡器VCTCXO代替本地的GNSS系统中的温补振荡器TCXO，作为本地的GNSS系统中的时钟源，并利用当前时刻的误差项来调节压控振荡器VCTCXO控制电压，以
使施加当前时刻的控制电压的压控振荡器生成时钟信号，对当前时刻的时钟信号进行处理，得到新的PPS频率，然后进行迭代，以达到使本地时间系统即PPS系统累加计时得到的整秒时刻与真实整秒完全对齐的目的，也就是说，经过多次迭代后，从理论上讲，能够从误差项中完全消除本地时间系统中的整数倍的PPS时钟周期无法准确对应整秒时刻带来的量化误差，提高授时精度。
附图说明
[0028]通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例的详细描述，本专利技术的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
[0029]图1为本专利技术实施例的一种提高授时精度的方法的流程示意图之一；
[0030]图2为本专利技术实施例的一种提高授时精度的方法的流程示意图之二；
[0031]图3为本专利技术实施例的一种提高授时精度的系统的结构示意图。
具体实本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种提高授时精度的方法，其特征在于，包括：S1、利用本地时间系统获取当前时刻的本地维持时间和PVT解算时间，其中，使用压控振荡器代替本地的GNSS系统中的温补振荡器，得到本地时间系统；S2、计算当前时刻的本地维持时间和PVT解算时间之间的误差项；S3、利用当前时刻的误差项计算得到当前时刻的PPS频率；S4、根据当前时刻的PPS频率调整所述压控振荡器的控制电压，以使施加当前时刻的控制电压的压控振荡器生成时钟信号，对当前时刻的时钟信号进行处理，得到新的PPS频率；S5、利用新的PPS频率更新当前时刻的本地维持时间，得到下一时刻的本地维持时间，获取下一时刻的PVT解算时间，并将下一时刻作为当前时刻，返回执行S2，并进行多次迭代，以降低误差项。2.根据权利要求1所述的一种提高授时精度的方法，其特征在于，根据当前时刻的PPS频率调整所述压控振荡器的控制电压，包括：根据当前时刻的PPS频率得到当前时刻的电压调整量，根据所述当前时刻的电压调整量更新对所述压控振荡器的控制电压。3.根据权利要求1所述的一种提高授时精度的方法，其特征在于，对当前时刻的时钟信号进行处理，得到新的PPS频率，包括：将所述当前时刻的时钟信号进行M倍频和N分频，得到所述新的PPS频率。4.一种提高授时精度的系统，其特征在于，包括获取模块、第一计算模块、第二计算模块、控制处理模块、更新模块和迭代模块；所述获取模块用于：利用本地时间系统获取当前时刻的本地维持时间和PVT解算时间，其中，使用压控振荡器代替本地的GNSS系统中的温补振荡器，得到本地时间系统；所述第一计...

【专利技术属性】
技术研发人员：张坚，李廷，韩绍伟，
申请(专利权)人：武汉梦芯科技有限公司，
类型：发明
国别省市：