【摘 要】
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全球导航卫星系统（GNSS,Global Navigation Satellite System）不仅能够提供导航定位服务,而且还可以提供高精度的时间同步以及卫星授时等服务,通过GNSS系统进行单站授时具有覆盖范围广、精度高的优点,为广大用户实现本地接收机的定位定时提供了方便。本文围绕GNSS单站授时技术展开了相关的研究,并对影响授时精度的因素进行了分析。文章介绍了授时技术的相关理论基础,并对引起
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全球导航卫星系统（GNSS,Global Navigation Satellite System）不仅能够提供导航定位服务,而且还可以提供高精度的时间同步以及卫星授时等服务,通过GNSS系统进行单站授时具有覆盖范围广、精度高的优点,为广大用户实现本地接收机的定位定时提供了方便。本文围绕GNSS单站授时技术展开了相关的研究,并对影响授时精度的因素进行了分析。文章介绍了授时技术的相关理论基础,并对引起授时误差的因素进行了说明;围绕单站授时终端的总体设计方案,设计了六层授时硬件板卡,并对硬件设计做了详细介绍;在确保硬件设计稳定可靠的基础上,着重介绍了授时终端所使用的相关软件以及算法设计,包括FPGA数字鉴相单元设计,通过采用粗测量与细测量的方式提高了测量的精度,并且完全在FPGA内部所实现;卡尔曼滤波算法对FPGA数字鉴相所得时间间隔数据进行滤波处理,主要是为了滤除定位芯片输出秒脉冲信号（PPS,Pulse Per Second）的抖动;将ARM解算的钟差数据以及时间间隔数据转换为PID调节值,通过自适应PID调节算法调整微型铷钟,形成一个闭环的负反馈系统。在授时终端设计中,结合实际情况,提出了互为基准修正的方法,充分发挥本地微型铷钟输出频率信号具有高精度且稳定的特点,提高了授时终端输出PPS信号的精度;在完成同步授时的基础上,增加了守时设计的方案,旨在设计一套集授时守时为一体的授时终端。在搭建好整体设计框架后,对设计的授时终端做了相关测试实验,并给出了所使用到的测试设备以及测试方法。经过验证,授时终端输出信号相对于校正过的本地基准频率源精度在±15ns以内。最后在测试结果的基础上,对影响授时精度的可能因素进行了分析,并给出了相关的解决方案。
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