[發(fā)明專利]GPS接收機(jī)中溫度補(bǔ)償晶體振蕩器固定偏差的測試方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201010529902.6
• 申請日: 2010-11-03
• 公開（公告）號: CN102073055A
• 公開（公告）日: 2011-05-25
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 楊軍;莊園;丁榮榮;李超;劉新寧;時龍興
• 申請（專利權(quán)）人: 東南大學(xué)
• 主分類號: G01S19/23
• 分類號: G01S19/23;G01R23/14
• 代理公司: 南京天翼專利代理有限責(zé)任公司 32112
• 代理人: 湯志武

技術(shù)領(lǐng)域

本專利涉及GPS接收機(jī)中的溫度補(bǔ)償晶體振蕩器，尤其涉及GPS接收機(jī)中的溫度補(bǔ)償晶體振蕩器固定偏差的測試方法，屬于GPS通信技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

溫度補(bǔ)償晶體振蕩器(TXCO)，可產(chǎn)生一個固定的頻率，這個頻率是否精準(zhǔn)取決于TCXO本身。當(dāng)TCXO用于GPS接收機(jī)中后，TCXO產(chǎn)生的頻率隨溫度變化的偏差可以忽略不計。但是TCXO本身的固定偏差不可以忽略。TCXO的這個固定偏差也叫TCXOOffset(溫度補(bǔ)償晶體振蕩器固定偏差)。TCXO?Offset主要是由晶體老化、封裝產(chǎn)生的。目前已存在的測量TCXO?Offset的方法主要是借助頻率測量儀器。當(dāng)然GPS工程師根據(jù)TCXO的產(chǎn)品說明書也可以大概了解TCXO?Offset，但是沒有一種不借助頻率測量儀器，只需要GPS接收機(jī)本身就可以測量GPS?TCXO?Offset的方法。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供一種GPS接收機(jī)中的溫度補(bǔ)償晶體振蕩器固定偏差的測試方法，本方法不借助頻率測量儀器，只需要GPS接收機(jī)本身就可以測量TCXO?Offset，從而為GPS接收機(jī)后續(xù)處理程序提供較準(zhǔn)確的TCXO?Offset測量值。

本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：GPS接收機(jī)中溫度補(bǔ)償晶體振蕩器固定偏差的測試方法，GPS接收機(jī)從天線接收衛(wèi)星信號后，經(jīng)過包括放大、變頻、混頻及基帶信號處理過程，對衛(wèi)星信號進(jìn)行捕獲、比特同步、跟蹤及定位解算，其特征在于：

1)在GPS接收機(jī)基帶的每個通道中，當(dāng)該通道的跟蹤部分PLL工作穩(wěn)定時，從處理器中讀出數(shù)字控制振蕩器的頻率值f_NCO，該頻率值f_NCO包括多普勒頻移、溫度補(bǔ)償晶體振蕩器固定偏差(TCXO?Offset)和GPS中頻信號基準(zhǔn)頻率f_IF，其中：f_IF已知，本方法中f_IF為4.092MHz，用f_NCO減去f_IF，得到每個參與解算衛(wèi)星所在通道的多普勒頻移測量值，該測量值包括多普勒頻移和溫度補(bǔ)償晶體振蕩器固定偏差(TCXO?Offset)；

2)在GPS定位解算階段，從讀取的導(dǎo)航電文數(shù)據(jù)中，計算參與解算的衛(wèi)星的位置、速度，再利用最小二乘方法解算得到接收機(jī)的位置、速度，然后根據(jù)多普勒頻移的定義，計算出每個參與解算的通道中只包括多普勒頻移的測量值；

3)用1)的測量值減去2)的測量值，得到每個通道的溫度補(bǔ)償晶體振蕩器固定偏差(TCXO?Offset)測量值；

4)把各個參與解算的衛(wèi)星所在的通道中得到的溫度補(bǔ)償晶體振蕩器固定偏差(TCXO?Offset)測量值取平均，得到溫度補(bǔ)償晶體振蕩器固定偏差(TCXO?Offset)的測量值。

本發(fā)明的優(yōu)點及有益效果是，本發(fā)明方法不借助頻率測量儀器，只需要GPS接收機(jī)本身就可以測量TCXO?Offset，從而為GPS接收機(jī)后續(xù)處理程序提供較準(zhǔn)確的TCXO?Offset偏差測量值，有助于GPS接收機(jī)消除該偏差帶來的不良影響。

附圖說明

圖1是GPS接收機(jī)整機(jī)高層系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖；

圖2是多通道基帶信號處理引擎的工作鏈路圖；

圖3是TCXO?Offset測量的流程圖；

圖4是多普勒頻移測量值1(包括多普勒頻移和TCXO?Offset)的測量示意圖；

圖5是多普勒頻移測量值2(只包括多普勒頻移)的測量示意圖。

具體實施方式

圖1給出了接收機(jī)整機(jī)高層系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖。其中包含：天線、低噪聲放大器、射頻模塊、TCXO時鐘源、基帶信號處理引擎、定位解算、人機(jī)界面、電源等。GPS信號從天線接收，先經(jīng)過低噪聲放大器，以減小噪聲的干擾，接著是射頻模組。射頻模組的主要功能，是信號的載波頻率由L1頻段(1575.42MHz)下變頻到中頻附近，并加以帶通濾波器減小帶外噪聲干擾。典型情況下，需要通過兩級下變頻電路，變至中頻。本地振蕩器是根據(jù)接收機(jī)設(shè)計方案中的頻率方案由基準(zhǔn)振蕩器經(jīng)頻率合成器導(dǎo)出的。混頻過程之后，保留了載波多普勒和擴(kuò)頻碼，只是載波頻率降低了。通過后續(xù)的基帶信號處理過程，進(jìn)行擴(kuò)頻碼和載波頻率的二維捕獲，之后跟蹤上衛(wèi)星信號，從中正確、連續(xù)解調(diào)出導(dǎo)航電文，用于定位解算。定位后，通過NMEA協(xié)議與上位機(jī)通訊，通過人機(jī)界面，加載地圖信息，進(jìn)行導(dǎo)航定位等。

圖2是多通道基帶信號處理引擎的工作鏈路圖，數(shù)字中頻信號來源于射頻采樣信號，主要過程包括捕獲、比特同步、跟蹤、子幀同步和計算接收機(jī)坐標(biāo)等。