卫星授时校频系统研究

发布时间：2017-05-21 10:24

  本文关键词：卫星授时校频系统研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】： 现代科技的发展对时间和频率基准提出了越来越高的要求。如何获得高精度的时间以及如何保持精确的时间同步,是实现高准确度频率源的关键问题。目前,采用卫星时钟源同步本地时钟的技术已成为国内外产生高精度和高稳定时钟的主流方法之一。该技术的核心思想是:在卫星传输正常时,用卫星时钟校正本地时钟;卫星信号不稳定时,则由本地时钟代替卫星时钟工作。本文结合具体国情、利用我国具有自主产权的北斗系统,研究了一种GPS与北斗相结合的双模卫星授时、校频仪器。 本文首先阐述了卫星双模授时技术的原理,并对GPS和北斗系统的授时精度进行了测试。通过分析测试数据,验证了GPS和北斗系统标准秒脉冲信号用作CDMA移动通信系统基站定时基准的可行性。接着,在分析外部时间基准的基础上,提出了一种利用卫星系统时间服务功能、通过接收机提取秒脉冲信号、并将两个标准秒脉冲信号进行性能选优后获得的秒脉冲信号作为基准来校正本地晶振输出频率的方案。 最后,以FPGA可编程逻辑器件为核心,对校频系统的各功能模块进行了详细设计。文中给出了具体电路原理和时序逻辑图表;在EDA开发平台下,用VHDL语言对主要功能进行了仿真,并完成代码下载和软硬件联机调试。本文采用了基于数字移相技术的时间间隔测量方法和基于数字锁相环的频率测量方法。在测得数据并计算得到校正控制字后,设计了秒脉冲校正方案,利用PI调节器对晶振频率进行了校准和锁定,将本地晶振的频率准确度从1E-10校正到了1E-11。实验结果表明,校准后晶体振荡器的准确度明显优于校准前的准确度。本系统采用实用方便的方法将晶体振荡器校准到了预期的指标。
【关键词】：北斗系统 GPS系统 时间间隔测量 频率校准 时间同步
【学位授予单位】：湖南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2009
【分类号】：V423.4
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-11
• 第1章 绪论11-19
• 1.1 课题背景及研究意义11-12
• 1.2 时间统一系统12-15
• 1.2.1 国家时间频率基准12-13
• 1.2.2 授时台13
• 1.2.3 定时校频接收机13
• 1.2.4 频率标准13-14
• 1.2.5 时码产生器14
• 1.2.6 时码分配放大器14
• 1.2.7 用户14-15
• 1.3 校频方法及原理15-16
• 1.3.1 GPS 校频15-16
• 1.3.2 “北斗一号”校频16
• 1.4 授时和校频技术的发展现状16-17
• 1.5 论文的主要工作及结构安排17-19
• 1.5.1 本文所做工作17-18
• 1.5.2 论文的内容安排18-19
• 第2章 GPS/北斗双模授时技术19-29
• 2.1 GPS 授时原理19-23
• 2.1.1 单站法20-21
• 2.1.2 飞越法21-22
• 2.1.3 单星共视法22
• 2.1.4 多星共视法22
• 2.1.5 多星跟踪法22-23
• 2.2 “北斗一号”授时原理23-25
• 2.2.1 单向授时法23-24
• 2.2.2 双向授时法24
• 2.2.3 单向授时和双向授时的比较24-25
• 2.3 GPS/北斗双模授时25-26
• 2.4 GPS/北斗授时精度测试26-29
• 第3章 系统的总体研究设计29-39
• 3.1 总体方案29-32
• 3.2 系统的硬件方案选择32-37
• 3.2.1 高稳晶振频率标准32-33
• 3.2.2 外部时间基准33-34
• 3.2.3 测量和校正模块34-35
• 3.2.4 主控制器35-37
• 3.3 软件设计流程37-39
• 第4章 系统的功能模块设计39-67
• 4.1 FPGA 的设计流程39-42
• 4.2 功能模块设计42-67
• 4.2.1 时间间隔测量42-46
• 4.2.2 秒脉冲校正46-49
• 4.2.4 频率测量49-54
• 4.2.5 频率校正54-60
• 4.2.6 频率发生器设计60-67
• 第5章 实验数据分析及处理67-71
• 5.1 压控晶体振荡器及频率特性测试67-68
• 5.1.1 晶振指标测量67
• 5.1.2 压控晶振特性分析及处理67-68
• 5.2 GPS 秒脉冲信号分析及处理68-70
• 5.3 实验结果70-71
• 结论71-73
• 参考文献73-77
• 致谢77-78
• 附录A (攻读学位期间所发表的论文和参与的课题)78-79
• 附录B (校频系统原理图)79-82

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前9条

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1 隋艺;北斗卫星和伪卫星组合定位系统研究[D];西北工业大学;2004年

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本文编号：383402