CN105190353A

CN105190353A - 用于保持时间同步的系统和方法

Info

Publication number: CN105190353A
Application number: CN201480012797.5A
Authority: CN
Inventors: 阿鲁姆·拉格胡帕西; 贾格迪什·文卡塔拉曼
Original assignee: Nextnav LLC
Current assignee: Nextnav LLC
Priority date: 2013-03-15
Filing date: 2014-03-12
Publication date: 2015-12-23
Also published as: AU2014235286A1; US20140266884A1; WO2014151112A1; EP2972481A1; US20140266885A1; HK1217995A1

Abstract

描述了一种用于在包括设置在接收机组件与网络的发射设备之间的障碍物的环境中，与卫星网络进行时间同步的系统和方法。特别地，自适应掩膜方案和中断方案可以用于维持与网络的时间同步。该自适应掩膜方案可以用于追踪高于与障碍物对应的预定的仰角的卫星。该中断方案可以用于在网络的发射设备不在接收机组件的视界内时维持时间同步。

Description

用于保持时间同步的系统和方法

技术领域

各个实施例涉及无线通信，并且更特别地，涉及用于在包含设置在接收机与网络信标之间的障碍物的环境下与网络进行时间同步的网络、设备、方法和计算机可读介质。

背景技术

能够在合理的精确度内估计人和物在地理区域中的位置是期望的。准确的位置估计能够用于加快紧急响应时间、追踪业务资产、以及将消费者链接到附近的商家。多种技术被用来估计物体的位置。然而，这些技术通常要求每个发射机同步到共同的时间源，像给每个发射机发射定时信号的卫星系统。不幸的是，在城市环境中，一些发射机通常安装在始终缺少卫星系统的清晰视界的区域中。因此，这些发射机并不总是能接收精确的定时信号。因此，需要改进的用于保持位于在某些时段期间没有时钟源的清晰视界的区域中的发射机的时间同步的技术。

发明内容

本公开的某些实施例通常涉及用于在不同时间实例，在包含设置在接收机与一个或多个卫星之间的障碍物的环境下，与卫星网络进行时间同步的网络、设备、方法和计算机可读介质。这些网络、设备、方法以及计算机可读介质可以追踪一个或多个卫星，所述一个或多个卫星高于与从接收机沿参考平面向外延伸的不同区域对应的一个或多个最小仰角，以使本地设备与这些卫星中的至少一个卫星的定时信号同步。当没有高于所述最小仰角的卫星时，该网络、设备、方法以及计算机可读介质可以识别与远程设备对应的频率调整，该远程设备接收来自卫星的定时信号，以及，之后使用该频率调整来同步本地设备。

附图说明

图1描述了发射机系统。

图2描述了与“城市峡谷(canyon)”中的仰角对应的信号路径的侧视透视图。

图3示出了用于识别仰角的过程。

图4描述了与接收机组件和障碍物的位置对应的可见区域的俯视透视图。

图5A-B描述了接收机组件随时间的信号获取的侧视透视图。

图6描述了具有两个接收机组件和振荡器组合的系统，所述两个接收机组件和振荡器组合彼此位于远程。

图7-18示出了一个或多个实施例的操作特性。

图19示出了用于基于不同仰角追踪卫星、以及用于基于对位于远程的振荡器做出的调整来调整振荡器以产生输出的过程。

具体实施方式

GPS驯服(discipline)振荡器(GPSDO)是非常精确的时钟源，它提供与GPS时间同步的秒脉冲(PPS)输出(并且，该输出还通常为10MHz输出)。通常，它包括与空中开放条件下的接收机(例如，GPS接收机)形成闭环的压控振荡器(VCXO)，以使该VCXO不断调谐其频率，以适应GPS卫星在一天中的升降。该接收机主要以仅时间模式运行，在该模式下，它被放置在预先勘测的位置，使得不需要计算位置估计，并且只需要确定定时解决方案来控制该VCXO。

通常，接收机和振荡器的组合位于发射机(例如，基站)处，以使振荡器的输出可以作为可靠的时钟源，以用于来自发射机的信号传输，该发射机以与GPS振荡器一样精确的频率与GPS时间同步。在一组地理上分开的发射机中的每个发射机上使用GPSDO，使得发射机之间彼此同步、并且与GPS时间同步成为可能。

时间驯服振荡器(例如，GPSDO)的成功运行往往取决于产生被调谐到参考网络(例如，卫星网络)的时间的输出(例如，PPS输出)。通常，只有在振荡器对于至少一个卫星是可见的(假设接收机处于仅时间模式)的情况下，精确的输出是可能的。然而，有一些场景中，发射机(以及它的振荡器)不得不被安装在对GPS具有挑战性的位置，像由建筑物和其他障碍物形成的城市峡谷，所述建筑物和其他障碍物影响GPS卫星与发射机之间的定时信号的视线传输。这样的位置充满了从卫星到达GPS接收机的反射(或“多路”)信号的可能性，在这种情况下，计算出的PPS将会是不准确的。

为了解决卫星在发射机的位置不具有恒定可见性的问题(该问题往往会导致来自该发射机的振荡器的不准确的PPS输出)，在发射机处的接收机组件可以使用高海拔截止掩膜来运行，以此，该接收机不使用低于特定海拔/高度的卫星，以便确保视线测量。但是，在这样做时，不能保证在所选的仰角之上一直有至少一个可见的卫星，特别是在掩膜角度需要被设置大于60度以避开所有方向上的障碍物的情况下。在这种情况下，GPS接收机经历显著的中断时间，阻止GPSDO在闭环中运行，并且因此，使得该GPSDO的PPS输出不太有用或者完全无用。在此公开了各种解决方案，包括用于允许从GPSDO输出的PPS与GPSPPS始终保持密切的同步(即便是中断时)的两级方法。

使用或从第一种方法开始，自适应掩膜方案可用于减少或消除GPS卫星中断的持续时间，所述自适应掩膜方案调整自身以便适应GPS接收机的特定位置。在某些情况下，该方案可能不会彻底地消除中断的可能性，但是其目标在于显著地减少它们的持续时间。当发生中断时使用第二种方法，VCXO可通过使用在没有GPS中断的情况下的闭环运行期间保留的控制参数、以及从附近的在闭环中运行、同时具有足够的卫星的清晰视界的GPSDO实时提取的控制参数的短期变化的组合，控制其锁相环(PLL)参数，来以开环模式运行。

这些方法的成功可能取决于将发射机放置的位置，该位置优化其从卫星接收视线通信的能力，即使在中断时。

使能与网络的时间同步的发射机的布置

本公开的某些方面涉及发射机的布置，这些发射机必须与网络的定时同步。例如，如图1所示的发射机100，它描述了从网络(卫星、陆地、或者其他网络)获取定时信号的一个或者多个接收机组件(例如，卫星RF组件140、陆地RF组件150、或者其他接收组件)。发射机100的进一步描述在后文提供。

当确定在哪里放置发射机时，可以评估各种环境条件。例如，勘测可以确定在哪放置发射机能够优化发射机在各种时间实例接收精确的定时信号的机会(例如，理想状态下，相比于从对于发射机不可见的卫星接收多路信号，从对于发射机可见的卫星接收视线信号)。所述勘测可以比较小地理区域中的不同位置(例如，一个或多个城市街区，建筑物屋顶等等)，以确定哪里最适宜发射机从网络接收定时信号。一个最理想的位置是，当发射机放置在该位置时，能够比该地理区域中的其他位置更经常获取到视线信号，或者比在发射机的高负载使用期间更经常获取到视线信号。

当确定在哪放置发射机时，可以做出各种不同的考虑，包括障碍物的存在，该障碍物在不同的时间实例，阻碍了发射机对于各个卫星的可见性，从而阻止从一个卫星获取视线信号，直到该卫星在稍后的时间移动到视界内。这样的障碍物可以包括人造障碍物(例如，建筑物)、自然障碍物(例如，山脉)、大气条件等。障碍物相对于发射机的位置的大小(例如，它们的高度/海拔)创建可见区域，在该区域内，卫星对于在发射机处的接收机组件是可见的，通过该区域，接收机组件可以从卫星接收视线信号。

在一个实施例中，在一个位置的各个方向上确定障碍物的高度。根据障碍物的高度变化，识别可见区域，其中，每个可见区域通过该区域中的建筑物的最大高度来界定。每个区域可进一步通过与某些建筑物所位于的边界对应的方位角范围来界定。可见区域的大小可以变化。区域可以是有大小的，因此卫星将要在某个时间点通过该区域。可替换地，非可见区域的大小可以被定为没有卫星通过的方位角范围。当搜索卫星时，这样的非可见区域可被发射机的接收机组件忽略。在一些实施例中，发射机可以通过分析在一段时间(例如，一个或多个24小时窗口)期间的卫星测量的质量，以及这些测量的起始点来自动确定非可见区域和/或可见区域。同一颗卫星的不可接受的测量(例如，多路测量)和可接受的测量(例如，视线测量)之间的比较能够被做出，以用于确定沿特定的方向的仰角掩膜。

接收机不需要在一个特定的卫星穿越空中时，看该特定的卫星。该接收机可以对空中采样，以获取在不同区域(例如，方位角范围)中、位于不同海拔的卫星。由于其位置是预先勘测的，该接收机能够根据这些不同的卫星确定测量残差。如果该残差在一定的阈值范围内，该卫星可以被视为是可靠的，否则它们可以被丢弃。通过这种方式，接收机能够潜在地识别仰角，该仰角生成针对每个方位角面元(bin)的可靠的测量。

一旦可见区域被识别出，中断周期可以被确定。中断周期可以被定义为当最小数量的卫星在穿过一些或全部可见区域的位置处不可见的时段。根据发射机的需要，最小数量可以不同，但是通常是至少一颗卫星。

上述过程可以针对其他位置重复。可以进行位置之间的比较，以便为发射机确定相对于其他位置的最佳位置。例如，最佳位置可以为，当该位置的中断周期相比于其他位置的中断周期而言具有最小长度时，或者当该中断周期是在对发射机低需求的时期。一旦放置，发射机可以自适应掩膜模式运行。当然，除了卫星可见性的其他考虑(像由与移动接收机有关的发射机的射频传输覆盖)可限制发射机被放置的位置。

自适应掩膜

图2描述了接收机组件240a在其中运行的环境200。该接收机组件240a可以包括任意数量的接收机，包括卫星(例如，GPS)或陆地接收机。需要注意的是，该接收机组件240a(其可以为位于预定位置处的基站的一部分)能够以仅时间模式运行，这需要来自卫星295a-b中的一者的视线信号。因此，针对接收机组件240a运行的一种解决方案为，选择海拔掩模角，这将使它更容易获得来自全空中的卫星的多路自由接收。

如图所示，接收机组件240a位于由多个方向上的多种障碍物290a-b形成的“城市峡谷”中。障碍物290a-b(其可以是人工的或天然的)被描绘成高层建筑物。每个建筑物的高度约束一个仰角，高于该仰角，可以从卫星传输视线信号到接收机组件240a。

如图所示，建筑物290a阻碍来自卫星295a的视线信号293a，因为，卫星295a低于仰角A。还示出了建筑物290b没有阻碍来自卫星295b的视线信号293b，因为卫星295b高于仰角B。仰角A通常都会解决因相对于接收机组件240a的位置的所有方位角方向的多路问题。然而，在一天的过程中，出现至少一颗卫星高于该角度的概率是最小的，而且如果接收机组件240a对卫星的搜索被限于仅搜索高于仰角A的卫星，该接收机组件240a会经常中断。在这个长时间的中断期间，接收机的PPS与GPSPPS将不同步，并且不能有效地用于驯服VCXO。

另一种方法是使接收机的工作模式适应其周围环境。如果接收机位于一条贯穿南北的街道，例如，很有可能是接收机的两侧是只在东、西两侧的各种高度的建筑物，并对沿南北方向的空中具有相对开阔的视野。此外，实际上，不是所有的建筑物都是相同的高度，而且沿某些方向，仰角可能会变高，包括一段街道，其两侧的建筑物相对较低，以允许对应于之前已经被更高的建筑物阻挡的卫星的更好的仰角。因此，如图3所示的自适应掩膜方案可以按照如下方式使用。

如图3所示，可能的接收机位置在特定环境中进行选择(310)。接收机位置可以在地面水平，或者在对应于阻碍物(例如，建筑物的地板或屋顶)的水平的海拔水平。需要注意的是，“地面水平”可在候选的接收机位置之间变化。然而，每个位置可以沿由纬度和经度坐标定义的二维参考平面来定位。障碍物可在整个对应的参考平面上，沿不同的方位角来定位。

对于接收机的每个可能的位置，参考平面可以被分成N个片段(320)。片段可以例如对应于0至360度的方位角的范围。片段中心可以均匀间隔或不均匀间隔，以使一些片段具有相比于其他片段的更宽的方位角范围。片段的数量N可以在不同的位置变化。此外，对于特定的位置的每个片段中的方位角的对应数值会彼此不同。图4示出了分隔开的可见区域1到6，所述可见区域1到6可以基于位于接收机组件240a附近的建筑物290的高度来识别。区域可以通过相对于接收机组件240a的位置的方位角的范围来界定。由于没有显示附近的障碍物290的存在，区域1、3和5可以通过低仰角或者无仰角来定义。另一方面，区域2、4和6中的每个区域可以通过与位于界定该特定区域的方位角的范围内的障碍物290的高度对应的仰角来定义。

对于每个片段，识别最小仰角，该最小仰角将增加卫星的多路自由接收的可能性(330)。该最小仰角可以基于片段(例如，在与片段对应的、沿参考平面的方位角的范围内)中周围的障碍物290的高度和接近程度。需要注意的是，特定片段的仰角可以基于接收机组件240a的位置周围的环境变化。

接收机组件240a的运行算法可以被修改，以使它只追踪在对应于方位角的特定区域中满足仰角约束的卫星，沿该方位角，卫星在特定时间可见(340)。图5A-B示出了时间1(图5A)与时间2(图5B)之间来自不同卫星的信号获取，其中，卫星从时间1移动到时间2。

为了简单起见，在图5A中，假设障碍物290a、卫星-1和卫星-2沿第一方位角范围中的方位角定位，以及障碍物290b、卫星-3和卫星-4沿第二方位角范围中的方位角定位。在时间1，接收机组件240a可以搜索卫星-2，而不搜索卫星-1，因为在与障碍物290a相关联的仰角之上，卫星-2可见，但卫星-1不可见。相似地，接收机组件240a可以搜索卫星-3，而不搜索卫星-4，因为在与障碍物290b相关联的仰角之上，卫星-3可见，但卫星-4不可见。

为了简单起见，在图5B中，假设障碍物290a和卫星-1沿第一方位角范围中的方位角定位，以及障碍物290b、卫星-2和卫星-3沿第二方位角范围中的方位角定位。在时间2，接收机组件240a可以搜索卫星-1，因为在与障碍物290a相关联的仰角之上，卫星-1可见。相似地，接收机组件240a可以搜索卫星-2，而不搜索卫星-3，因为在与障碍物290b相关联的仰角之上，卫星-2可见，但卫星-3不可见。

由于沿与方位角的特定区域对应的一些方向的仰角约束很低(例如，在没有障碍物阻碍接收机组件240a的视界的地方，或者，在物体高度较低的地方)，图3至图5B所示的自适应掩膜方案可以显着减少接收机组件240的中断时间。实验表明，例如，在特定的位置，一天的中断时间能够相比于在使用单个海拔掩膜角约束时观测到的90％，减少到25％。此外，中断时间通常不会以大的时间突发发生，而是以散布在一整天中的短中断周期发生。

尽管有自适应掩膜方案，VCXO可能仍然需要生成在中断时间期间与GPSPPS同步(或者几乎同步，存在一些可接受的误差)的PPS。这可以通过控制VCXO的锁相环(PLL)的环路参数实现，如下文所述。

中断

如图6所示的说明性系统600所示，来自卫星695的视线信号693可能无法到达接收机组件640a，但可以到达另一接收机组件640b。在这种情况下，由于接收机组件640a与卫星695之间的障碍物690，接收机组件640a经历相对于来自卫星695的视线信号693的中断。然而，在接收机组件640b与卫星695之间没有障碍物，从而使得接收机组件640b接收视线信号693成为可能。如图所示，每个接收机组件640a-b各自与振荡器680a-b共位，该振荡器680a-b提供能够与来自卫星695的定时信号同步的信号输出，只要接收机组件640a-b接收到视线信号693，所述振荡器680a-b可以被驯服成所述视线信号693。

图6示出了在由于接收机640b接收到信号693，振荡器680b将自身驯服成信号693时的情形。相比之下，由于接收机640a接收不到信号693，振荡器680a不能将自身驯服成信号693。在振荡器680a和680b相似的情况下，通过基于对振荡器680b做出的频率调整，来调整振荡器680a的频率，可以更好地将振荡器680a的定时与卫星695的定时对准。

表示所述频率调整的信息的传输可以通过两个振荡器680a与680b之间的有线或无线通信通路实现。例如，与振荡器680a共位的处理器(未显示)可以在识别振荡器680b的位置(例如，利用IP地址或者其他标识符)时请求信息，并之后，从振荡器680b、共位的处理器、或另一组件(例如，存储调整的服务器或数据源)请求信息。该信息可以规定频率调整，或者如果应用于特定类型的振荡器，实现该频率调整的控制参数。本领域技术人员能够认识到不同的控制参数(例如，磁场变化、电压变化等)，这取决于使用何种振荡器，并将进一步意识到，如何将每个控制参数提供给各个振荡器，来引起与该振荡器相关联的频率变化。

使用特定类型的振荡器的中断方法的各方面进一步描述如下。

铷原子频率标准

下面的部分将使用铷(Rb)振荡器作为振荡器680a和680b，并展示如何能够将PPS质量保持在可接受的公差内，即使是在振荡器680a处的GPS中断期间。除了其他特性，该铷振荡器呈现相对较低的老化速率，这使其成为用于这里公开的网络同步的很好的组件。但是，需要注意的是，其它的振荡器也可以代替铷振荡器来使用，包括铯振荡器等。

铷原子频率标准通过将晶体振荡器驯服成在铷中的以f_Rb＝6.834682612GHz的超精细跃迁来起作用。频率偏移和Rb振荡器的长期老化可以通过与具有更好的长期稳定性的源(例如，来自接收机组件640的1PPS)进行锁相来消除。当外部1PPS信号被应用时，该Rb振荡器将验证该输入的完整性，并之后将其1PPS输出与外部输入对准。处理器(例如，图1中的处理器110)将通过用共振单元内的小磁场调整来控制铷原子跃迁的频率，来继续追踪针对1PPS输入的1PPS输出。

每个铷振荡器将不同程度地老化。并且，伴随老化，基板温度从一部分到另一部分变化，偏移量可以根据在将铷振荡器与GPS同步时获得的f_Rb来确定。这个偏移量表示长期影响，并且特别是针对特定模块。

考虑到，例如一对模块A和B存在偏移量f^off _A和f^off _B，以使在初始同步时，施加用于调整磁场的控制回路参数，以使微精细跃迁的频率被调整到GPSPPS基础频率，此后称为SF。2个模块维持在的SF值为SF_A＝-|(f^off _A/f_RX10¹²)|和SF_B＝-|(f^off _B/f_RX10¹²)|，如下所示：

现在，一旦长期偏移被关注，由于与GPSPPS同步引起的短期变化在这些模块之间应当是相似的。对于模块A和B，这个变化将会导致f_A＝f_R(1+f^off _A/f_R+SF_A+ΔSF_A)和f_B＝f_R(1+f^off _B/f_R+SF_B+ΔSF_B)的Rb工作频率，如下所示：

f_{A} = f_{R} (1 + \frac{f_{A}^{o f f}}{f_{R}} + {SF}_{A} + {ΔSF}_{A})

f_{B} = f_{R} (1 + \frac{f_{B}^{o f f}}{f_{R}} + {SF}_{B} + {ΔSF}_{B})

假定SF_A和SF_B分别主要抵消特定于A和B的老化和温度影响，对于2个模块而言，SF的短期变化应该是相似的(即使不完全相同)，因为它们与相同的源同步。

f_{A} = f_{B} &DoubleRightArrow; {ΔSF}_{A} = {ΔSF}_{B}

图7示出了在中间SF值被删除后的三个小时内，ΔSF_A和ΔSF_B的变化。可以理解的是，在该时间期间，针对2个模块的通用短期趋势是相似的。这个信息可以用于“转换”模块之间的SF值。因此，如果模块A与GPS同步但是B没有，模块B可以周期性地向A发送ping命令，以确定SF的短期变化，并相应地调整它的SF。只要两个模块的温度没有大的变化，该短期的定义可以被充裕地延伸到几个小时。注意到的是，当考虑使用VCXO(例如恒温电压控制OCXO)来替换Rb振荡器时，该电压控制将对应于SF控制参数。相应地，该电压控制具有关于SF参数的有长期分量和短期分量。

实验结果

以上描述的SF转换方法是使用两个Rb振荡器测试过的(例如，一个在箱体(van)里，另一个在实验室)。这两个振荡器在将近24小时内与它们自己的GPS接收机模块同步。箱体振荡器解锁大约1930个小时，并且它的SF值被设置为在一整天中观测到的中间SF。可替换地，可以使用不同的SF。每n秒(例如，10秒)，解锁的箱体振荡器与实验室振荡器对话，以确定SF的变化。之后，箱体振荡器对其自身的SF值应用该变化。这个过程持续大约15个小时。尽管箱体振荡器已经从GPSPPS解锁，它仍然与GPSPPS连接，以使它可以在整个解锁周期中记录它的时间标签。

图8至图10示出了实验室中的Rb在这15个小时中的状态。图11至图13示出了箱体振荡器在这段时间内的状态。可以看到，只要箱体振荡器的温度与起始温度相差几度，它几乎就没有漂移。事实上，在这段时间中，该漂移平均为零。一旦箱体在早上9点以后开始升温，该SF转换机制不再能保持，并且箱体振荡器开始以近似20ns/hr漂移。这表明SF转换机制是站得住脚的，只要该箱体振荡器没有表现出大幅度的温度波动。如果该波动是不可避免的，除了从实验室振荡器得到的增量值之外，一些温度系数应该合并到SF值中。

为了获取表征SF变化的温度系数，箱体振荡器与GPS锁定达4天，并且随着箱体的温度的变热或变冷全天记录它的SF值。在图14到图16中示出了相对于当日时间的壳体温度(量化到0.5度的分段)变化、当日时间的SF以及相对于温度的SF的视图。图16还示出了用于建立相对于温度的SF变化的模型的两个拟合，其中一个是为给定的温度简单地计算中间SF值，以及，第二个是为SF变化计算线性拟合。图16示出了两种模型是可比较的。

根据图16所示的数据，相对于温度的SF变化的线性温度系数被确定为1.3。该值现在可以用于控制箱体振荡器，除实验室振荡器提供的控制之外。图17示出了箱体中的解锁的振荡器在14个小时内的时间标签变化。箱体振荡器时常与实验室中的振荡器对话，并更新其SF值。时间标签示出了在可接受的公差水平内的最小漂移。图18示出了SF相对于时间的变化，并且与图14看起来很相似。因此，通过建立箱体振荡器的温度系数的模型并且从与GPSPPS同步的主振荡器(例如，实验室振荡器)获得SF值(例如，SF增量)，可能得到刚好在运行界限内的时间标签值的漂移。

如图14至16所示，温度变化可以与频率变化关联。这种关联可以用于响应于温度变化，确定针对振荡器的频率设定的频率调整。温度变化可以被周期性地监测(例如，每n秒)，并且可能会经常做出与温度变化对应的频率调整，来适应这些变化。相似地，其他大气条件可以效仿频率变化，包括压力、湿度、以及其他条件。

表示与在振荡器处的温度变化有关的频率调整的数据可存储在与振荡器共位的数据源中，或者位于其他地方的数据源中。该数据可以规定引起频率调整的控制参数。当然，其他振荡器可以代替Rb振荡器来使用，其中，这些振荡器的频率调整能够按照本领域技术人员理解的方式来实施。例如，可以控制磁场、电压或者其他参数来调整频率。对每种参数的控制能够按照本领域技术人员理解的方式来实施。例如，对磁场自身的控制可以通过以下方式来实现：通过在外部提供闭环自身提供的输入，来手动闭合频率环。该外部输入使该闭环表现得好像磁场已经改变。这可以被效仿用于其他控制参数，像电压、温度等。

示例方法

这里公开的功能和操作可以体现为由在一个或多个位置处的处理器实施的一种或多种方法。包含程序指令的非暂时性处理器可读介质也被涵盖，所述程序指令被适配成被运行以实施所述方法。程序指令可以被包含在至少一个半导体芯片中。

例如，方法可以包括：识别多个区域，所述多个区域通过与在环境中的第一位置相关联的各自的方位角范围界定，其中，可见区域从该第一位置沿该环境的参考平面向外延伸；对于每个区域，识别最小仰角，在该最小仰角，在某个时间点，从该第一位置至少有一颗卫星是可见的；以及追踪与方位角对应的卫星，该卫星在高于与方位角对应的区域的最小仰角时是可见的。

例如，一种用于在不同时间实例，在包括设置在接收机与一个或多个卫星之间的障碍物的环境中，与卫星网络进行时间同步的方法可以包括：识别从接收机沿参考平面向外延伸的两个或更多个区域，其中，每个区域通过不同的方位角范围界定；识别两个或更多个最小仰角，其中，所述两个或更多个最小仰角中的每个最小仰角对应于来自所述两个或更多个区域中的不同的区域；以及追踪高于所述两个或更多个最小仰角中的至少一个最小仰角的卫星。

方法可以进一步或者替换地包括：追踪第一卫星，所述第一卫星只有在高于与第一方位角范围对应的第一区域的第一最小仰角时是可见的；以及追踪第二卫星，所述第二卫星只有在高于与第二方位角范围对应的第二区域的第二最小仰角时是可以见的。

根据某些方面，所述第一最小仰角基于位于所述第一方位角范围内的第一障碍物的第一高度，以及所述第二最小仰角基于位于所述第二方位角范围内的第二障碍物的第二高度，其中，所述第一高度和所述第二高度不同。

方法可以进一步或者替换地包括：识别应用于远程振荡器的频率设定的频率调整，所述远程振荡器与远程接收机共位，至少一个卫星对于该远程接收机是可见的；以及使用所述频率调整来引起对与所述接收机共位的振荡器的频率设定的调整。

根据某些方面，当没有卫星对所述接收机可见时，所述频率调整被用于调整振荡器的频率设定。

根据某些方面，所述频率调整将所述远程振荡器同步到由所述远程接收机从所述卫星网络接收到的定时信号。

方法可以进一步或者替换地包括：识别所述振荡器的运行温度的变化；确定与所述运行温度的变化对应的另一频率调整；以及使用所述另一频率调整来引起对所述振荡器的频率设定的调整。

根据某些方面，当至少一个卫星对所述接收机可见时，所述另一频率调整基于记录的所述振荡器的频率变化来确定，所述振荡器的频率变化对应于所述振荡器的运行温度的变化。

方法可以进一步或者替换地包括：识别与所述接收机共位的振荡器的运行温度的变化；确定与所述运行温度的变化对应的频率调整；以及使用所述频率调整来调整所述振荡器的频率设定。

根据某些方面，当没有卫星对所述接收机可见时，所述运行温度的变化被识别，以及，所述频率调整被确定，并且用于调整所述振荡器的频率设定。

上述方法中包括的功能的任意部分可以与功能的其他部分合并。

实施功能(例如，体现为方法)的系统可以包括一个或多个设备，所述设备包括发射机(在该发射机处，发送位置信息)，接收机(在该接收机处，接收位置信息)、处理器/服务器(用于计算接收机的位置，并实施其他功能)、输入/输出(I/O)设备、数据源和/或其他设备。来自第一设备或设备组的输出可以在执行方法期间，由另一设备接收和使用。相应地，来自一个设备的输出可以促使另一设备执行方法，甚至是在两个设备不共位(例如，接收机位于发射机的网络中，而服务器位于另一国家)的情况下。此外，一个或多个计算机可以被编程为执行各种方法，以及存储在一个或多个处理器可读介质上的指令可以由处理器运行以执行方法。

其他方面

本公开的方面在一些部分中，被描述为与卫星网络有关。然而，本领域技术人员可以认识到各种其他能够与发射机通信的网络，包括可包括发射机的陆地塔网络。尽管使用GPS接收机来讨论GPSDO，该GPS接收机可以由追踪一个或多个卫星或者陆地系统以提供定时的接收机替换。卫星系统的一些示例为全球导航卫星系统(GNSS)，例如GLONASS，伽利略，以及罗盘/北斗。

本领域技术人员可以理解的是，与引起振荡器的频率调整以使它们匹配输入信号的频率有关的描述能够扩展到引起对除频率之外的其他运行特性的调整。

在一些实施例中，对一个振荡器的频率调整可以用来调整第二振荡器的运行，即使是在视线信号对于第二振荡器是可获得的时。在这样的实施例中，完全的中断(即，没有可见的卫星)不是给第二振荡器的运行应用调整的要求。

尽管是不必要的，优选地，振荡器(例如，振荡器680a和振荡器680b)之间间隔的距离被最小化以使振荡器680a的同步能够更精确。

与固定发射机(例如，具有接收机组件和振荡器的发射机)有关的描述可以扩展到移动发射机。该描述也可以扩展到移动用户设备(例如，移动手机)，该移动用户设备接收网络定时信号，并且生成其自身的定时信号，以传输到其他设备，该其他设备由于中断不能接收网络定时信号。

发射机

图1示出了发射机100的细节，在该发射机处可以接收和发送信号。所描述的发射机100包括用于执行相关联的信号接收和/或处理的组件。这些组件可以被组合，和/或以不同的方式组织，来提供相似或者等价的信号处理、信号生成、以及信号传输。如图1所示，该发射机100可以包括卫星RF组件140，该卫星RF组件140用于接收卫星信号，以及用于向处理器110提供位置信息和/或其他数据，例如定时数据，精度因子(DOP)数据，或者从卫星(例如，GPS)网络接收到的其他数据或者信息。该发射机100还可以包括陆地RF组件150，该陆地RF组件150用于从陆地网络接收信号，以及用于生成并且发送输出信号。该处理器110可以实施信号处理，该信号处理可以对接收到的信号进行解译，并且生成输出信号。一个或多个存储器120可以与该处理器110耦合，以提供对数据的存储和取得，和/或提供对用于执行这里描述的功能的可执行指令的存储和取得。该发射机100还可以包括一个或多个振荡器180，振荡器180用于产生时钟输出(例如，1脉冲每秒)，该时钟输出可以与网络的时间(例如，GPS时间)同步。一个或多个接口组件160也可以包括在该发射机100中，用于提供发射机100与其他系统(例如，其他发射机，包括在这些发射机中的组件)之间的对接。

其他

这里描述的各种说明性系统、方法、逻辑特征、块、模块、组件、电路、以及算法步骤可以由本领域公知或之后开发的合适的硬件实施、执行、或者控制，或者由一个或多个处理器运行的固件或软件实施、执行、或者控制，或者由硬件、软件和固件的任意组合实施、执行、或者控制。

系统可以包括实施这里描述的功能(例如体现为方法)的一个或多个设备或装置。例如，这种设备或装置可以包括一个或多个处理器，所述一个或多个处理器在执行指令时执行这里所公开的任何方法。这种指令能够体现在软件、固件、和/或硬件中。处理器(还可以称为“处理设备”)可以执行或者实施操作步骤、处理步骤、计算步骤、方法步骤、或其他这里所公开的功能性中的任何步骤，包括数据的分析、操控、转换、或创建、或者对数据的其他操作。处理器可以包括通用处理器、数字信号处理器(DSP)、集成电路、服务器、其他可编程逻辑设备、或者上述的任何组合。处理器可以是常规处理器、微处理器、控制器、微控制器、或状态机。处理器还可以涉及芯片或芯片的一部分(例如，半导体芯片)。术语“处理器”可以涉及相同类型或不同类型的一个、两个、或更多个处理器。应当注意的是，计算机、计算设备和用户设备等可以涉及包括处理器的设备，或可以等价于处理器本身。

“存储器”可以被处理器接入，以使得该处理器能够从该存储器中读取信息和/或将信息写入所述存储器。所述存储器可以与处理器成为一体或者与所述处理器相独立。指令可以存在于这种存储器(例如RAM、闪存、ROM、EPROM、EEPROM、寄存器、磁盘储存)或任何其他形式的储存介质中。存储器可以包括具有包含在其中的处理器可读程序代码(例如指令)的非暂时性处理器可读介质，所述处理器可读程序代码适用于执行以实施这里所公开的任意数量的各种方法。处理器可读介质可以是任何可用的储存介质，包括非易失性介质(例如，光学的、磁性的半导体)以及通过无线、光学、或有线信号介质在网络上使用网络转移协议来转移数据和指令的载波。当在软件中体现时，指令能够被下载以存在于多种操作系统所使用的不同平台，以及在多种操作系统所使用的不同平台上运行。当在固件中体现时，指令能够被包含在半导体芯片或其他合适的设备中。

这里所公开的功能性可以被编程到本领域技术人员所能理解的适合这种目的的任何各种电路。例如，功能性可以被体现在具有基于软件的电路仿真、离散逻辑、定制设备、神经逻辑、量子设备、PLD、FPGA、PAL、ASIC、MOSFET、CMOS、ECL、聚合技术、模拟和数字混合、和以上的混合的处理器中。这里所公开的数据、执行、命令、信息、信号、比特、码元、以及芯片可以由电压、电流、电磁波、磁场或粒子、光场或粒子、或上述的任意组合来表示。计算网络可以用于实施功能性并且可以包括硬件组件(服务器、监视器、I/O、网络连接)。应用程序可以通过接收、转换、处理、存储、获取、转移和/或输出数据来实施方面，所述数据可以被存储在分级、网络、相关、不相关、面向对象或其他数据源中。

数据源可以用于存储信息，并且可以包括本领域的技术人员公知的任意存储设备。如这里使用的，计算机可读介质包括所有形式的计算机可读介质，除非所述介质被视为是非法的(例如，暂时传播信号)。

以矩形示出的系统和装置附图中的特征可以涉及硬件、固件、或软件。应当注意的是，连接两个这种特征的线可以说明这些特征之间的数据转移。这种转移可以直接发生在这些特征之间，或者通过中间特征发生(即使没有示出)。当两个特征没有线来连接时，这些特征之间的数据转移被涵盖，除非另作说明。因此，这些线被提供以说明某些方面，但不应作为限制。词语“包括”、“包含”、“包括”、“包含”等被解释为包括的意思(即，非局限的)，与排他(即，仅由……组成)的意思相反。使用单数或复数的词语还分别包括复数或单数。词语“或”或“和”均覆盖列表中的任意项和所有项。“一些”和“任何”和“至少一个”涉及一个或多个。本公开不意图限于这里示出的方面，而是意图由本领域的技术人员给予最宽范围的理解，包括等价的系统和方法。

Claims

1.一种用于在不同时间实例，在包括设置在接收机与一个或多个卫星之间的障碍物的环境中，与卫星网络进行时间同步的方法，所述方法包括：

识别从接收机沿参考平面向外延伸的两个或更多个区域，其中，所述两个或更多个区域中的每个区域通过不同的方位角范围界定；

识别两个或更多个最小仰角，其中，所述两个或更多个最小仰角中的每个最小仰角对应于来自所述两个或更多个区域中的不同的区域；以及

追踪高于所述两个或更多个最小仰角中的至少一个最小仰角的卫星。

2.根据权利要求1所述的方法，所述方法还包括：

追踪第一卫星，所述第一卫星只有在高于与第一方位角范围对应的第一区域的第一最小仰角时是可见的；以及

追踪第二卫星，所述第二卫星只有在高于与第二方位角范围对应的第二区域的第二最小仰角时是可以见的。

3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述第一最小仰角基于位于所述第一方位角范围内的第一障碍物的第一高度，以及所述第二最小仰角基于位于所述第二方位角范围内的第二障碍物的第二高度，其中，所述第一高度和所述第二高度不同。

4.根据权利要求1所述的方法，所述方法还包括：

识别应用于远程振荡器的频率设定的频率调整，所述远程振荡器与远程接收机共位，至少一个卫星对于该远程接收机是可见的；以及

使用所述频率调整来引起对与所述接收机共位的振荡器的频率设定的调整。

5.根据权利要求4所述的方法，其中，当没有卫星对所述接收机可见时，所述频率调整被用于调整振荡器的频率设定。

6.根据权利要求5所述的方法，其中，所述频率调整将所述远程振荡器同步到由所述远程接收机从所述卫星网络接收到的定时信号。

7.根据权利要求4所述的方法，所述方法还包括：

识别所述振荡器的运行温度的变化；

确定与所述运行温度的变化对应的另一频率调整；以及

使用所述另一频率调整来引起对所述振荡器的频率设定的调整。

8.根据权利要求7所述的方法，其中，当至少一个卫星对所述接收机可见时，所述另一频率调整基于记录的所述振荡器的频率变化来确定，所述振荡器的频率变化对应于所述振荡器的运行温度的变化。

9.根据权利要求1所述的方法，所述方法还包括：

识别与所述接收机共位的振荡器的运行温度的变化；

确定与所述运行温度的变化对应的频率调整；以及

使用所述频率调整来调整所述振荡器的频率设定。

10.根据权利要求9所述的方法，其中，当没有卫星对所述接收机可见时，所述运行温度的变化被识别，以及，所述频率调整被确定，并且用于调整所述振荡器的频率设定。

11.根据权利要求9所述的方法，其中，当至少一个卫星对所述接收机可见时，所述另一频率调整基于记录的所述振荡器的频率变化来确定，所述振荡器的频率变化对应于所述振荡器的运行温度的变化。

12.一种系统，该系统包括执行权利要求1所述的方法的一个或多个处理器。

13.根据权利要求12所述的系统，其中，该系统包括网络，所述网络包括接收机、发射机、以及远程处理系统，其中，所述一个或多个处理器中的至少一者位于所述远程处理系统内。

14.一种非暂时性机器可读介质，该非暂时性机器可读介质包含程序指令，该程序指令被适配成被运行以实施权利要求1的方法。

15.根据权利要求14所述的非暂时性机器可读介质，其中，所述程序指令包含在至少一个半导体芯片中。