[發(fā)明專利]高精度時(shí)鐘觸發(fā)信號(hào)的生成方法及裝置

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011588634.5
• 申請(qǐng)日: 2020-12-29
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN114690844A
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-07-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 樊敏;徐帥;喬純捷;明德祥
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 長(zhǎng)沙北斗產(chǎn)業(yè)安全技術(shù)研究院有限公司
• 主分類號(hào): G06F1/06
• 分類號(hào): G06F1/06;G06F1/08
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

本申請(qǐng)涉及衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)領(lǐng)域，公開(kāi)高精度時(shí)鐘觸發(fā)信號(hào)的生成方法，包括步驟：獲取外部秒脈沖信號(hào)和頻率基準(zhǔn)信號(hào)；根據(jù)所述外部秒脈沖信號(hào)和頻率基準(zhǔn)信號(hào)確定秒脈沖觸發(fā)時(shí)間區(qū)間[t?Δ,t+Δ]；在所述秒脈沖觸發(fā)時(shí)間區(qū)間內(nèi)，選擇對(duì)應(yīng)頻率基準(zhǔn)信號(hào)相位為零的時(shí)刻作為標(biāo)準(zhǔn)觸發(fā)時(shí)刻；在所述標(biāo)準(zhǔn)觸發(fā)時(shí)刻，生成高精度時(shí)鐘觸發(fā)信號(hào)。本申請(qǐng)還公開(kāi)高精度時(shí)鐘觸發(fā)信號(hào)的生成裝置，所述裝置基于上述方法實(shí)施。本申請(qǐng)?zhí)峁┑母呔葧r(shí)鐘觸發(fā)信號(hào)的生成方法及裝置，能夠產(chǎn)生抖動(dòng)數(shù)量級(jí)在幾微秒級(jí)的高精度時(shí)鐘觸發(fā)信號(hào)，其秒脈沖的穩(wěn)定度高，從而能夠降低秒脈沖的抖動(dòng)產(chǎn)生的誤差，有效提高了高精度導(dǎo)航信號(hào)模擬源的偽距控制精度、通道間一致性和零值穩(wěn)定性。

技術(shù)領(lǐng)域

本申請(qǐng)涉及衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種高精度時(shí)鐘觸發(fā)信號(hào)的生成方法及裝置

背景技術(shù)

衛(wèi)星導(dǎo)航裝置具有覆蓋范圍廣、全天時(shí)、全天候、高精度等優(yōu)點(diǎn)，已成為世界范圍內(nèi)首選的定位導(dǎo)航授時(shí)手段。衛(wèi)星導(dǎo)航信號(hào)模擬源是衛(wèi)星導(dǎo)航裝置論證、建設(shè)和各類應(yīng)用中不可或缺的儀器設(shè)備。當(dāng)前，國(guó)內(nèi)導(dǎo)航信號(hào)模擬源均使用標(biāo)準(zhǔn)的秒脈沖信號(hào)作為裝置的啟動(dòng)觸發(fā)信號(hào)，時(shí)鐘及秒脈沖的抖動(dòng)產(chǎn)生的誤差對(duì)裝置的零值及偽距測(cè)量精度有很大的影響。抖動(dòng)相位誤差是裝置的主要誤差來(lái)源，當(dāng)存在相位誤差時(shí)，合成輸出信號(hào)的零相位和秒脈沖信號(hào)上升沿存在一定隨機(jī)性的定時(shí)偏差，不能精確對(duì)齊，實(shí)際上是信號(hào)的零點(diǎn)漂移，控制好抖動(dòng)誤差，能有效提高高精度導(dǎo)航信號(hào)源的偽距控制精度、通道間一致性和零值穩(wěn)定性。

目前主要以提高時(shí)鐘源穩(wěn)定度、選用更好的器件來(lái)減小裝置的相位誤差，但是其輸出精度與時(shí)鐘源的穩(wěn)定性有關(guān)，且與硬件電路的器件特性有關(guān)，受器件模擬特性的限制，秒脈沖的穩(wěn)定度難以進(jìn)一步提高，只能提供一定置信區(qū)間下100ps的穩(wěn)定度，難以滿足高精度應(yīng)用的使用要求。

申請(qǐng)內(nèi)容

本申請(qǐng)的實(shí)施方式提供一種高精度時(shí)鐘觸發(fā)信號(hào)的生成方法及裝置，基于外部秒脈沖信號(hào)和頻率基準(zhǔn)信號(hào)的相位相關(guān)性，生成高精度的時(shí)鐘觸發(fā)信號(hào)，能夠滿足衛(wèi)星導(dǎo)航裝置更高精度應(yīng)用的使用需求。

本申請(qǐng)一方面提供一種方法，所述方法包括步驟：

獲取外部秒脈沖信號(hào)和頻率基準(zhǔn)信號(hào)；

根據(jù)所述外部秒脈沖信號(hào)和頻率基準(zhǔn)信號(hào)確定秒脈沖觸發(fā)時(shí)間區(qū)間[t-Δ,t+Δ]；

在所述秒脈沖觸發(fā)時(shí)間區(qū)間內(nèi)，選擇對(duì)應(yīng)頻率基準(zhǔn)信號(hào)相位為零的時(shí)刻作為標(biāo)準(zhǔn)觸發(fā)時(shí)刻；在所述標(biāo)準(zhǔn)觸發(fā)時(shí)刻，生成高精度時(shí)鐘觸發(fā)信號(hào)。

進(jìn)一步地，所述根據(jù)所述外部秒脈沖信號(hào)和頻率基準(zhǔn)信號(hào)確定標(biāo)準(zhǔn)秒脈沖觸發(fā)時(shí)間區(qū)間[t-Δ,t+Δ]包括：計(jì)算N次外部秒脈沖觸發(fā)點(diǎn)對(duì)應(yīng)實(shí)際時(shí)刻的頻率基準(zhǔn)信號(hào)的相位值φ_i(i＝1,...,N)，根據(jù)所述相位值φ_i獲取N次相位值期望；計(jì)算所述相位期望值對(duì)應(yīng)的延時(shí)Δ，根據(jù)頻率基準(zhǔn)信號(hào)，確定所述實(shí)際時(shí)刻[t-Δ,t+Δ]的秒脈沖觸發(fā)時(shí)間區(qū)間。

進(jìn)一步地，所述計(jì)算N次秒脈沖觸發(fā)點(diǎn)對(duì)應(yīng)實(shí)際時(shí)刻t的頻率基準(zhǔn)信號(hào)的相位值φ_i(i＝1,...,N)包括步驟：以所述實(shí)際觸發(fā)時(shí)刻t為起點(diǎn)，連續(xù)獲取頻率基準(zhǔn)信號(hào)M個(gè)采樣點(diǎn)數(shù)據(jù)Data，對(duì)所述Data數(shù)據(jù)做FFT運(yùn)算獲取M點(diǎn)計(jì)算結(jié)果FFTData，取出FFTData數(shù)組中對(duì)應(yīng)頻率基準(zhǔn)信號(hào)頻率的值FFTDataRseult，通過(guò)計(jì)算FFTDataResult實(shí)部、虛部的反正切函數(shù)計(jì)算獲得相位值φ_i。

進(jìn)一步地，所述計(jì)算所述相位期望值E(φ)對(duì)應(yīng)的延時(shí)Δ包括：設(shè)定頻率基準(zhǔn)信號(hào)頻率為f，延時(shí)Δ滿足公式

進(jìn)一步地，所述外部秒脈沖信號(hào)的抖動(dòng)數(shù)量級(jí)為數(shù)十微秒級(jí)。

本申請(qǐng)的另一方面還提供一種裝置，所述裝置包括：