北斗-GPS雙模授時(shí)-校頻系統(tǒng)研究.pdf

1、ClassifiedIndex：TM93511UDC：620SecrecyRate：Pub——licizedUniversityCode：10082HebeiUniversityofScienceandTechnologyDissertationfortheMasterDegreeResearchonBeiDou／GPSDualModeTiming’FreqCalibrationSvsteliming／requencyCallratlO

2、nSystemCandidate：Supervisor：AssociateSupervisor：AcademicDegreeAppliedfor：Speciality：Employer：DateofOralExamination：MuJingbinProfWangXiaojunMasterofScienceinEngineeringMeasurementTechniquesandInstrumentationSchoolofInform

3、ationScience＆EngineeringMay2013摘要摘要伴隨著現(xiàn)代科技的發(fā)展，各行業(yè)對時(shí)間和頻率需求提出了更高的要求，如何獲得并保持高精度的同步時(shí)間，是實(shí)現(xiàn)高準(zhǔn)確度頻率源的關(guān)鍵問題。目前，采用衛(wèi)星時(shí)鐘源同步本地時(shí)鐘的技術(shù)已成為國內(nèi)外產(chǎn)生高精度和高穩(wěn)定度時(shí)鐘的主流方法之一。本文研究了一種基于衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)時(shí)鐘源進(jìn)行本地授時(shí)和校頻的系統(tǒng)。利用單一GPS授時(shí)存在諸多不利因素，因此本文采用北斗和GPS雙模系統(tǒng)，二者互為冗余設(shè)備，增加

4、了系統(tǒng)的可靠性。本論文研究內(nèi)容以應(yīng)用為導(dǎo)向，采用數(shù)字鎖相技術(shù)，基于單片F(xiàn)PGA構(gòu)建高精度衛(wèi)星授時(shí)／校頻系統(tǒng)，利用GPS和北斗定時(shí)接收機(jī)輸出的1PPS信號來鎖定和調(diào)節(jié)本地的高穩(wěn)定度的恒溫晶體振蕩器OCXO，從而將GPS／fl匕斗接收機(jī)產(chǎn)生的標(biāo)準(zhǔn)秒脈沖的優(yōu)良長期穩(wěn)定特性同恒溫晶體優(yōu)良短期穩(wěn)定特性相結(jié)合，解決本地晶體振蕩器老化準(zhǔn)確度下降和長期穩(wěn)定性能差的問題，實(shí)現(xiàn)短期和長期都具有高穩(wěn)定度、高精度的頻率基準(zhǔn)和時(shí)間同步標(biāo)準(zhǔn)源。在論文中，詳細(xì)給出了

5、基于CyclonelII的高精度時(shí)間數(shù)字轉(zhuǎn)換(TDC)實(shí)現(xiàn)的原理和方法，基于延遲線內(nèi)插技術(shù)，在CycloneIII上采用進(jìn)位鏈實(shí)現(xiàn)抽頭延遲線，有效地改善了時(shí)間數(shù)字轉(zhuǎn)換的精度和非線性誤差。可變延遲線中利用計(jì)數(shù)器數(shù)控延遲線的方法實(shí)現(xiàn)，具有大范圍高精細(xì)調(diào)節(jié)的優(yōu)點(diǎn)。系統(tǒng)濾波算法設(shè)計(jì)上，不單純采用PI調(diào)節(jié)，而是先加入Kalman(卡爾曼)濾波在隨機(jī)噪聲中估計(jì)出誤差的真實(shí)值，然后再采用PI調(diào)節(jié)進(jìn)行時(shí)間和頻率的校準(zhǔn)，有效改善了系統(tǒng)濾波的效果。最后系統(tǒng)