[發(fā)明專利]一種衛(wèi)星與恒溫晶振互補(bǔ)的高精度頻率合成補(bǔ)償方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110683939.2
• 申請(qǐng)日: 2021-06-21
• 公開（公告）號(hào): CN113419286B
• 公開（公告）日: 2022-01-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 真齊輝;底青云
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所
• 主分類號(hào): G01V3/08
• 分類號(hào): G01V3/08;G01V3/38;G01S19/25;G01S19/42
• 代理公司: 北京東方盛凡知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11562
• 代理人: 張雪

本發(fā)明公開了一種衛(wèi)星與恒溫晶振互補(bǔ)的高精度頻率合成補(bǔ)償方法，包括：S1、對(duì)衛(wèi)星模塊輸出的1PPS秒脈沖信號(hào)進(jìn)行計(jì)數(shù)和取平均值，輸出標(biāo)準(zhǔn)的秒時(shí)鐘脈沖數(shù)，即晶振頻率；S2、根據(jù)所需輸出時(shí)鐘頻率和晶振頻率，確定主分頻數(shù)和插值補(bǔ)償誤差數(shù)；S3、根據(jù)時(shí)鐘頻率、主分頻數(shù)和插值補(bǔ)償誤差數(shù)，確定均勻間隔參數(shù)及均勻間隔參數(shù)對(duì)應(yīng)的排布矩陣；然后將插值補(bǔ)償誤差數(shù)按照均勻間隔參數(shù)對(duì)應(yīng)的排布矩陣的規(guī)律均勻插入到主分頻數(shù)內(nèi)，實(shí)現(xiàn)均勻間隔補(bǔ)償，以消除誤差。本發(fā)明能夠在地球物理勘探中電磁法發(fā)射機(jī)發(fā)射頻率范圍0.1?10kHz之間實(shí)現(xiàn)任意范圍的誤差補(bǔ)償。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于地球物理勘探中電磁勘探法電磁發(fā)射機(jī)的電磁頻率波形發(fā)射技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種衛(wèi)星與恒溫晶振互補(bǔ)的高精度頻率合成補(bǔ)償方法。

背景技術(shù)

地球物理勘探由于勘探地域?qū)?、分布范圍廣，勘探源與采集系統(tǒng)之間除了保持時(shí)鐘同步，對(duì)信號(hào)源頻率的相噪要求高。由于衛(wèi)星同步時(shí)鐘存在多種誤差因素的影響而存在較大的隨機(jī)誤差，為獲取高精度穩(wěn)定的時(shí)鐘源，工程應(yīng)用中通常把晶振時(shí)鐘和衛(wèi)星時(shí)鐘相結(jié)合，利用兩者誤差特性的互補(bǔ)特征生成精度更高的時(shí)鐘。

關(guān)于衛(wèi)星同步信號(hào)修正晶振誤差的方法通常包括兩種，一種是利用鎖相環(huán)技術(shù)實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)壓控恒溫晶振的控制電壓，另一種是利用數(shù)字濾波實(shí)時(shí)校準(zhǔn)晶振分頻系數(shù)；第二種用的是高精度的普通的恒溫晶振，由于恒溫晶振成本低，不需要數(shù)模轉(zhuǎn)換器，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，近年來獲得廣泛應(yīng)用。然后利用恒溫晶振器對(duì)衛(wèi)星與恒溫晶振之間產(chǎn)生的誤差進(jìn)行插值補(bǔ)償，即可實(shí)現(xiàn)誤差補(bǔ)償。

而傳統(tǒng)的插值補(bǔ)償方法是將m個(gè)數(shù)以L_c步長(zhǎng)間隔插入到序列中，其補(bǔ)償步長(zhǎng)的大小為，如式(2)所示：

對(duì)式(2)中的結(jié)果進(jìn)行向下取整運(yùn)算，使求得的補(bǔ)償步長(zhǎng)為整數(shù)，且向下取整能保證在1秒內(nèi)實(shí)現(xiàn)完全補(bǔ)償，此時(shí)的誤差最大為1個(gè)晶振周期。但當(dāng)誤差m大于f/2的時(shí)候，該公式就失效了。假設(shè)一個(gè)100MHz，±5ppm的恒溫晶振，那么誤差m取值范圍將達(dá)到±500，如果希望合成的頻率小于1kHz，那么利用式(2)計(jì)算的補(bǔ)償步長(zhǎng)可能為0，導(dǎo)致誤差無法得到有效補(bǔ)償。

地球物理勘探中的電磁法發(fā)射機(jī)發(fā)射頻率范圍處于0.1-10kHz之間，因此，亟需一種更優(yōu)的均勻補(bǔ)償方法來實(shí)現(xiàn)任意范圍的誤差補(bǔ)償成為研究人員熱門的話題。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種衛(wèi)星與恒溫晶振互補(bǔ)的高精度頻率合成補(bǔ)償方法，能夠在地球物理勘探中電磁法發(fā)射機(jī)發(fā)射頻率范圍0.1-10kHz之間實(shí)現(xiàn)任意范圍的誤差補(bǔ)償。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提出一種衛(wèi)星與恒溫晶振互補(bǔ)的高精度頻率合成補(bǔ)償方法，具體包括以下步驟：

S1、對(duì)衛(wèi)星模塊輸出的1PPS秒脈沖信號(hào)取平均值，輸出標(biāo)準(zhǔn)的秒時(shí)鐘脈沖數(shù)，即晶振頻率；

S2、根據(jù)所需輸出時(shí)鐘頻率和所述晶振頻率，確定主分頻數(shù)和插值補(bǔ)償誤差數(shù)；

S3、根據(jù)所述時(shí)鐘頻率、主分頻數(shù)和所述插值補(bǔ)償誤差數(shù)，確定均勻間隔參數(shù)及所述均勻間隔參數(shù)對(duì)應(yīng)的排布矩陣；然后將所述插值補(bǔ)償誤差數(shù)按照所述均勻間隔參數(shù)對(duì)應(yīng)的排布矩陣的規(guī)律均勻插入到所述主分頻數(shù)內(nèi)，實(shí)現(xiàn)均勻間隔補(bǔ)償，以消除誤差。

優(yōu)選的，所述均勻間隔補(bǔ)償，包括：奇偶1/2補(bǔ)償、1/4等間隔補(bǔ)償、1/8等間隔補(bǔ)償、…、1/2ⁿ等間隔補(bǔ)償；其中，n＝1，2，3，…，n。

優(yōu)選的，所述時(shí)鐘頻率越大，選取的均勻間隔參數(shù)越大。

優(yōu)選的，確定所述晶振的脈沖數(shù)之后還需對(duì)其進(jìn)行平滑濾波，得到晶振頻率。

優(yōu)選的，所述S3具體為：

S3.1、根據(jù)所述時(shí)鐘頻率、主分頻數(shù)和所述插值補(bǔ)償誤差數(shù)，確定所述均勻間隔參數(shù)；