[實用新型]一種GPS載波相位頻率標準裝置

無效

• 申請號: 201020546596.2
• 申請日: 2010-09-29
• 公開（公告）號: CN201828667U
• 公開（公告）日: 2011-05-11
• 發明（設計）人: 王宏博;張升康;宋躍
• 申請（專利權）人: 中國航天科工集團第二研究院二○三所
• 主分類號: G01S19/29
• 分類號: G01S19/29
• 代理公司: 中國航天科工集團公司專利中心 11024
• 代理人: 岳潔菱

技術領域

本實用新型涉及一種頻率標準裝置，特別是一種GPS載波相位頻率標準裝置。

背景技術

高精度的頻率標準是時間頻率實驗室與各種時頻系統的核心，其在時間頻率計量、國民生產、航空航天、武器系統以及國民經濟的各個領域都有著極為廣泛的應用。

目前，時間頻率實驗室以及各級時頻計量部門應用最為普遍的是原子頻標。其中，銫原子頻率標準和氫原子頻率標準的成本高，其頻率準確度和頻率穩定度指標都非常高。銣原子頻率標準體積小，價格低廉，但頻率準確度指標較差，在E-10量級左右，很多時候無法滿足高指標的要求。有一類頻率標準可以用較低的低成本來實現較高的指標，就是GPS馴服頻率標準。它集GPS和銣原子頻標的優勢于一體。GPS信號本身具有很好的頻率長期穩定度，而銣原子率頻標準價格低，體積小，頻率短期穩定度指標較高。通過GPS馴服銣原子頻率標準后，其頻率準確度與頻率長期穩定度指標也可以提升很多。

傳統的GPS馴服頻率標準裝置，主要由GPS接收機、本地頻率標準、單片機、時間間隔測量電路、銣原子頻標或高穩晶振組成。首先，GPS接收機接收GPS?C/A碼信號，產生1PPS信號。然后，通過時間間隔測量電路，比較本地頻率標準產生的1PPS信號與GPS接收機產生的1PPS信號，得到時差數據。通過單片機中的算法，產生頻率控制信號，對本地信號進行修正控制，使其實現GPS的頻率長期穩定度。

在傳統的GPS馴服頻率標準中，GPS接收機利用的是GPS?C/A碼信號。大氣傳播延遲，即電離層與對流層延遲，會對頻率標準的頻率準確度與穩定度產生一定的影響。

實用新型內容

本實用新型目的在于提供一種GPS載波相位頻率標準裝置，解決傳統的GPS馴服頻率標準裝置中，信號大氣傳播延遲等因素對頻率準確度與頻率穩定度產生的影響，進一步提高GPS馴服頻率標準的頻率準確度和頻率穩定度，并且使其在更短的時間內進入預定的性能指標的問題。

一種GPS載波相位頻率標準裝置，包括：可馴服銣原子頻率標準裝置、時間間隔計數器、頻率功分器、秒分頻器、GPS天線，還包括：GPS單頻載波相位接收機、數字信號處理器。

GPS單頻載波相位接收機與數字信號處理器數據線連接，GPS單頻載波相位接收機與時間間隔計數器射頻電纜連接，GPS單頻載波相位接收機與頻率功分器數字數據線連接，GPS單頻載波相位接收機與GPS天線由天線饋線連接。數字信號處理器與可馴服銣原子頻率標準裝置數據線連接，數字信號處理器與時間間隔計數器數據線連接，時間間隔計數器與秒分頻器射頻線連接，秒分頻與頻率功分器射頻線連接，可馴服銣原子頻率標準裝置與頻率功分器射頻線連接。

頻率標準裝置加電后，GPS單頻載波相位接收機通過外接GPS天線收到GPS信號，得到由GPS產生的1PPS信號、GPS載波相位觀測量、數據信息。這些信息包括每顆接收到信號衛星的高度角和方位角，C1觀測量，L1觀測量，及各衛星的GPS時間，由GPS單頻載波相位接收機的數據輸出接口通過數據線輸入到數字信號處理器，同時GPS單頻載波相位接收機的1PPS信號輸入到時間間隔計數器上。

可馴服銣原子頻率標準裝置的10MHz輸出信號經過頻率功分器，由頻率功分器將10MHz信號分為三路，分別連接到輸出接口、GPS單頻載波相位接收機的10MHz參考信號接口和秒分頻器。通過秒分頻器得到1PPS信號，也輸入到時間間隔計數器。時間間隔計數器比較由GPS得到的1PPS信號和銣原子頻率標準分頻得到的1PPS信號，得到時間間隔測量結果，即GPS和銣頻率標準1PPS的時間間隔。此結果由時間間隔計數器輸入到數字信號處理器。由數字信號處理器產生頻率控制調整信號，對可馴服銣原子頻率標準裝置的輸出進行調整。

數字信號處理器的輸入包括可視GPS衛星的高度角、方位角、時間，C1觀測量、L1觀測量，以及時間間隔計數器的比對結果，輸出為對可馴服銣原子頻率標準的控制信號，數字信號處理器實現動態實時預測濾波和神經模型預測控制。