CN105446128A - 一种具有恒温电路的导航卫星高精度授时系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种具有恒温电路的导航卫星高精度授时系统和方法，包括卫星信号接收模块、工作状态判断模块、晶振控制模块、恒温晶振、采样模块、基准信号输出模块、恒温模块和恒温补偿模块，将晶振控制模块、恒温晶振、采样模块与恒温模块、恒温补偿模块集成到一个密闭的金属外壳内，通过恒温模块和恒温补偿模块对授时过程中系统的温度进行监控和调整，大幅度提高了授时的精确度，提高了产品的技术指标和工作效率。

Description

一种具有恒温电路的导航卫星高精度授时系统及方法

技术领域

本发明涉及卫星导航授时领域，更具体地说，是涉及一种具有恒温电路的导航卫星高精度授时系统及方法。

背景技术

军工系统、金融系统、电信系统、电力系统在运行时都需要对时间、频率进行同步，时间频率标准的发展对于国家的经济、科学技术以及社会和国防安全有十分重要的意义。目前，时间频率标准的授时同步途径正在由短波、长波、电视等技术手段向导航卫星发展。利用导航卫星进行授时同步的主要原理是，通过导航卫星信号接收模块接收卫星信号，根据接收到的导航卫星信号中的1PPS(秒脉冲)信号实现系统授时及网络时钟同步。

由于导航卫星授时对精度要求非常高，而导航卫星授时系统中的电路都是直接裸露在外界环境中，其电压、电阻、电容等参数值容易受到环境温度的影响，从而使整个系统出现偏差，导致了授时的不可靠性，这对高精度授时系统是非常致命的。

如图1示出了现有技术中授时系统的稳压电路部分的结构框图，其直接暴露在自然环境中，其中DAC(假设精度为16为)输出电压公式为：

$V_{OUT}=V_{ref}X\frac{CODE}{2^{16}}$

假设DAC芯片的工作温度为-40°到85°，常温25°的参考电压值为V_ref0，因为不同温度下V_ref会波动，假设参考电压芯片的工作温度为-40°到85°，假设日夜温差的温度变化为±10℃，所以参考电压的变化为：

V_ref＝±V_ref0*X*10/(85-(-40))；

$V_{OUT}=(V_{ref0}\±V_{ref0}*X*10/(85-\left(-40\right)\left)\right)X*\frac{CODE}{2^{16}}$

式中，Vref表示25°的参考电压值，可见V_OUT的输出会随着温度的变化而变化，这在高精度授时系统是非常致命的；除了以上参考电压会对整个产品的精度影响外，还有其它如电阻电容的参数也会受到环境温度的影响也会引起V_OUT的变化，从而出现了系统的不可靠性。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中的上述缺陷，提供一种具有恒温电路的导航卫星高精度授时系统及方法，将易受温度影响的电路、材料控制在恒定温度内，能够在授时过程中将外界温度的影响降到最小，提高了系统的授时精度。

为实现上述目的，本发明提供的技术方案如下：

一种具有恒温电路的导航卫星高精度授时系统，其特征在于，包括：

卫星信号接收模块，用于跟踪接收多颗导航卫星发出的卫星PPS信号；

工作状态判断模块，用于实时监控卫星信号接收模块跟踪到的卫星数量，进而判断授时系统的工作状态为授时状态或守时状态；

晶振控制模块，用于通过一控制参数，控制恒温晶振输出的本地时钟信号的频率；

恒温晶振，用于在晶振控制模块的控制下输出本地时钟信号；

采样模块，用于对本地时钟信号进行采样，反馈给晶振控制模块和基准信号输出模块；

基准信号输出模块，用于向外部输出PPS基准信号；

恒温模块，用于监控恒温晶振、晶振控制模块和采样模块的温度变化，并将其控制在恒定温度；

其中，当授时系统工作于授时状态下时，晶振控制模块根据卫星PPS信号对恒温晶振进行驯服，使恒温晶振输出的本地时钟信号的频率调整为卫星PPS信号的标称频率，同时，记录控制参数的变化情况；基准信号输出模块对调整后的本地时钟信号进行分频处理，得到PPS基准信号进行输出；

当授时系统工作于守时状态下时，晶振控制模块根据控制参数在授时状态下的变化情况，对本地时钟信号的频率进行补偿调整；基准信号输出模块对补偿调整后的本地时钟信号进行分频处理，得到PPS基准信号进行输出。

作为优选的，所述恒温模块、恒温晶振、晶振控制模块和采样模块通过一外壳密封在一个密闭空间内，所述恒温模块包括环境温度传感器、恒温控制系统和加热模块；

所述环境温度传感器用于检测密闭空间的温度；

所述加热模块用于工作使密闭空间温度上升；

所述恒温控制系统包括一比较器，用于比较环境传感器温度与比较器自身设定温度值；若环境传感器检测温度低于比较器设定温度值，恒温控制系统控制加热模块工作，使密闭空间温度稳定；若环境传感器检测温度温度高于比较器设定温度值时，停止加热模块的工作。

作为优选的，还包括一恒温补偿模块，所述恒温补偿模块包括一数字温度传感器，所述数字温度传感器紧贴恒温晶振的金属表面，用于检测恒温晶振的温度，数字温度传感器连接晶振控制模块，晶振控制模块通过读取数字传感器温度变化监控恒温晶振内部的电压变化，其对应监控公式为：

f(y)＝cy³+dy²+ey+f₀

式中，f(y)为对应温度下的恒温晶振的频率，a，b，c分别为固定参数，y为数字温度传感器检测到的温度值。

作为优选的，所述晶振控制模块包括数据处理模块、补偿控制模块、DAC控制模块和DAC；

DAC控制模块用于向DAC输出控制参数；

DAC用于将DAC控制模块提供的控制参数转换为对应的压控电压，输出给恒温晶振，以控制恒温晶振输出的本地时钟信号的频率；

数据处理模块用于在授时状态下提取卫星PPS信号的标称频率，提供给DAC控制模块；

补偿控制模块用于在授时状态下记录DAC控制模块输出的控制参数的变化情况；还用于在守时状态下，根据控制参数在授时状态下的变化情况，向DAC控制模块发出补偿指令；

DAC控制模块还用于在授时状态下，根据标称频率和本地时钟信号频率之间的差异，对输出的控制参数进行调整，使本地时钟信号的频率趋向于标称频率；还用于在守时状态下，根据补偿控制模块的补偿指令，对输出的控制参数进行补偿调整。

作为优选的，在授时状态下，所述补偿控制模块每间隔一段固定时间，对DAC控制模块输出的控制参数进行一次存储；

在守时状态下，补偿控制模块根据授时状态下存储的控制参数，计算出控制参数每改变1的时间周期；每经过一个所述时间周期，补偿控制模块向DAC控制模块发送一个补偿指令，使DAC控制模块输出的控制参数对应加1或减1。

一种根据采用上述的系统进行授时的方法，包括以下步骤：

S1、确认授时系统是否定位成功：当授时系统定位成功时，进入授时状态；当授时系统定位失败时，进入守时状态，恒温模块及恒温补偿模块对系统温度进行监控和调整，使系统始终处于恒定温度；

S2、判断卫星信号接收模块提供的卫星PPS信号是否持续有效：当卫星PPS信号持续有效时，授时系统维持在授时状态；当卫星PPS信号失效时，授时系统进入守时状态；

S3、利用卫星PPS信号进行授时：当授时系统处于授时状态时，晶振控制模块根据卫星PPS信号对恒温晶振进行驯服，使恒温晶振输出的本地时钟信号的频率调整为卫星PPS信号的标称频率，然后对调整后本地时钟信号进行分频处理，得到PPS基准信号进行输出；

S4、利用本地时钟信号进行守时：当授时系统处于守时状态时，断开卫星PPS信号，对本地时钟信号进行分频处理，得到PPS基准信号进行输出。

进一步的，在S1中，当卫星信号接收模块跟踪到的卫星数量大于或等于4颗时，则判定授时系统定位成功，即卫星信号接收模块提供的卫星PPS信号有效，授时系统进入授时状态，跟踪到的卫星数量小于4颗时，则判定授时系统定位失败，即卫星信号接收模块提供的卫星PPS信号无效，授时系统进入守时状态。

进一步的，在S2中，当卫星信号接收模块跟踪到的卫星数量持续大于2或等于2颗时，则认定卫星信号接收模块提供的卫星PPS信号依然保持有效，该卫星PPS信号可用于授时，授时系统维持在授时状态，而一旦跟踪到的卫星数量小于2颗，则认定卫星信号接收模块提供的卫星PPS信号失效，该卫星PPS信号不可用于授时，授时系统转换到守时状态，当授时系统处于守时状态时，需要重新按照S1的判断条件定位成功后才可转换到授时状态。

进一步的，在S3中，还包括，记录晶振控制模块对恒温晶振进行驯服时输出的控制参数的变化情况；

在S3的授时状态下记录控制参数变化情况的方法为：每隔1个小时，将晶振控制模块输出的控制参数进行一次存储，连续记录24小时；

当卫星PPS信号失效时，授时系统进入守时状态，由授时系统在授时状态下记录的控制参数，能够计算出该控制参数在24小时内的变化值ΔDAC＝DAC24-DAC1，为了使所述本地时钟信号的频率与标称频率保持相对恒定，在未来24小时内，所述DAC控制模块必须改变等值的DAC_DATA来补偿恒温晶振，当ΔDAC为正时，DAC_DATA在24小时内增加│ΔDAC│，当ΔDAC为负时，DAC_DATA在24小时内减小│ΔDAC│。

进一步的，在S4中，在对本地时钟信号进行分频处理之前，还包括，根据控制参数在授时状态下的变化情况，对本地时钟信号的频率进行补偿调整；

在S4中，对本地时钟信号的频率进行补偿调整的方法为：以秒为单位，计算出授时状态下的控制参数每改变1的时间周期ΔT＝24*60*60/ΔDAC，在守时状态下，每经过一个所述时间周期，将晶振控制模块输出的控制参数对应加1或减1，DAC输出的压控电压Vc也随着增大或者减小，从而控制恒温晶振的输出频率保持恒定。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

1、减少了环境温度对产品的技术指标的影响，因为多增加了1层恒温保护，不管环境温度怎么变化，产品内部温度变化在±2度；

2、提高了产品的技术指标，相比于现在产品的守时精度提高了1倍以上；

3、提高了工作效率，主要体现在成品率上，成品率可以达到95％以上。

附图说明

图1是现有技术中授时系统的稳压电路部分的结构框图；

图2是本发明所述系统的结构框图；

图3是本发明实施例一中恒温模块调整过程中温度随时间变化的曲线图；

图4是本发明实施例一中恒温控制模块的实现原理；

图5是本发明实施例一中恒温晶振的频率随环境温度变化的曲线图；

图6是本发明实施例一中晶振控制模块的结构示意图；

图7是本发明的方法的流程示意图；

图8是本发明的恒温晶振的控制结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明所述的一种具有恒温电路的导航卫星高精度授时系统及方法作进一步说明。

以下是本发明所述的一种具有恒温电路的导航卫星高精度授时系统及方法的最佳实例，并不因此限定本发明的保护范围。

实施例1

图2示出了一种具有恒温电路的导航卫星高精度授时系统，其特征在于，包括：

卫星信号接收模块，用于跟踪接收多颗导航卫星发出的卫星PPS信号；

工作状态判断模块，用于实时监控卫星信号接收模块跟踪到的卫星数量，进而判断授时系统的工作状态为授时状态或守时状态；

晶振控制模块，用于通过一控制参数，控制恒温晶振输出的本地时钟信号的频率；

恒温晶振，用于在晶振控制模块的控制下输出本地时钟信号；

采样模块，用于对本地时钟信号进行采样，反馈给晶振控制模块和基准信号输出模块；

基准信号输出模块，用于向外部输出PPS基准信号；

恒温模块，用于监控恒温晶振、晶振控制模块和采样模块的温度变化，并将其控制在恒定温度；

其中，当授时系统工作于授时状态下时，晶振控制模块根据卫星PPS信号对恒温晶振进行驯服，使恒温晶振输出的本地时钟信号的频率调整为卫星PPS信号的标称频率，同时，记录控制参数的变化情况；基准信号输出模块对调整后的本地时钟信号进行分频处理，得到PPS基准信号进行输出；

当授时系统工作于守时状态下时，晶振控制模块根据控制参数在授时状态下的变化情况，对本地时钟信号的频率进行补偿调整；基准信号输出模块对补偿调整后的本地时钟信号进行分频处理，得到PPS基准信号进行输出。

作为优选的，所述恒温模块、恒温晶振、晶振控制模块和采样模块通过一外壳密封在一个密闭空间内，在本实施例中采用金属外壳进行密封；所述恒温模块包括环境温度传感器、恒温控制系统和加热模块；

所述环境温度传感器用于检测密闭空间的温度；

所述加热模块用于工作使密闭空间温度上升；

所述恒温控制系统包括一比较器，用于比较环境传感器温度与比较器自身设定温度值；若环境传感器检测温度低于比较器设定温度值，恒温控制系统控制加热模块工作，经过反复震荡，最终稳定在一个理想数据,使密闭空间温度稳定，温度的变化规律如图3所示；若环境传感器检测温度温度高于比较器设定温度值时，停止加热模块的工作。

在本实施例中，恒温控制模块的实现原理如图4所示，温度传感器的电阻值随着温度的变化，加在运放的4脚电压(V_TEMP)发送变化；而R20与R24产生的电压V_常(R24X(VCC/(R20+R24)))不变；

运放的输出电压：

V_OUT＝V_常-V_TEMP,

当外界温度变小时，温度传感器电阻的电阻增大,如下面公式V_TEMP的电压增大；

V_TEMP＝R17X(VCC/(R17+R16))

当温度降到一定的程度，V_OUT的电压输出0V，打开加热管，相反当温度升到一定程度时，V_OUT的电压输出大于0V，从而控制三极管的功率大小。

在实际使用中，恒温晶振的频率与环境温度的对应关系如图5曲线所示，该曲线的变化规律符合下列5阶公式：

f(x)＝ax⁵+bx⁴+cx³+dx²+ex+f₀

式中，x表示环境温度值，f(x)为对应的恒温晶振的频率，a,b,c,d,e分别为为固定参数，f₀为标准频率。

因此在本实施例中，还包括一恒温补偿模块，所述恒温补偿模块包括一数字温度传感器，所述数字温度传感器紧贴恒温晶振的金属表面，用于检测恒温晶振的温度，数字温度传感器连接晶振控制模块，晶振控制模块通过读取数字传感器温度变化监控恒温晶振内部的电压变化，其对应监控公式为：

f(y)＝cy³+dy²+ey+f₀

式中，f(y)为对应温度下的恒温晶振的频率，c，d，e分别为固定参数(是由频率，温度变化，频率调整参数确定)，y为数字温度传感器检测到的温度值。

在本实施例中，如图6所示，所述晶振控制模块包括数据处理模块、补偿控制模块、DAC控制模块和DAC；

DAC控制模块用于向DAC输出控制参数；

DAC用于将DAC控制模块提供的控制参数转换为对应的压控电压，输出给恒温晶振，以控制恒温晶振输出的本地时钟信号的频率；

数据处理模块用于在授时状态下提取卫星PPS信号的标称频率，提供给DAC控制模块；

补偿控制模块用于在授时状态下记录DAC控制模块输出的控制参数的变化情况；还用于在守时状态下，根据控制参数在授时状态下的变化情况，向DAC控制模块发出补偿指令；

DAC控制模块还用于在授时状态下，根据标称频率和本地时钟信号频率之间的差异，对输出的控制参数进行调整，使本地时钟信号的频率趋向于标称频率；还用于在守时状态下，根据补偿控制模块的补偿指令，对输出的控制参数进行补偿调整。

作为优选的，在授时状态下，所述补偿控制模块每间隔一段固定时间，对DAC控制模块输出的控制参数进行一次存储；

在守时状态下，补偿控制模块根据授时状态下存储的控制参数，计算出控制参数每改变1的时间周期；每经过一个所述时间周期，补偿控制模块向DAC控制模块发送一个补偿指令，使DAC控制模块输出的控制参数对应加1或减1。

实施例2

如图7所示，本发明实施例提供了一种具有恒温电路的导航卫星高精度授时方法，采用实施例1中的系统，方法包括：

S1、确认授时系统是否定位成功：当授时系统定位成功时，进入授时状态；当授时系统定位失败时，进入守时状态，恒温模块及恒温补偿模块对系统温度进行监控和调整，使系统始终处于恒定温度；

S2、判断卫星信号接收模块提供的卫星PPS信号是否持续有效：当卫星PPS信号持续有效时，授时系统维持在授时状态；当卫星PPS信号失效时，授时系统进入守时状态；

S3、利用卫星PPS信号进行授时：当授时系统处于授时状态时，晶振控制模块根据卫星PPS信号对恒温晶振进行驯服，使恒温晶振输出的本地时钟信号的频率调整为卫星PPS信号的标称频率，然后对调整后本地时钟信号进行分频处理，得到PPS基准信号进行输出；

S4、利用本地时钟信号进行守时：当授时系统处于守时状态时，断开卫星PPS信号，对本地时钟信号进行分频处理，得到PPS基准信号进行输出。

在步骤S1中，所述恒温的监控和调整方法在实施例1中已有描述，因此不再赘述。

其中，S1和S2的目的在于判断卫星信号接收模块提供的卫星PPS信号的有效性，进而决定授时系统目前应当工作于授时状态还是守时状态。

具体地，在S1中，当卫星信号接收模块跟踪到的卫星数量大于或等于4颗时，则判定授时系统定位成功，即卫星信号接收模块提供的卫星PPS信号有效，授时系统进入授时状态。跟踪到的卫星数量小于4颗时，则判定授时系统定位失败，即卫星信号接收模块提供的卫星PPS信号无效，授时系统进入守时状态。

在S2中，当卫星信号接收模块跟踪到的卫星数量持续大于2或等于2颗时，则认定卫星信号接收模块提供的卫星PPS信号依然保持有效，该卫星PPS信号可用于授时，授时系统维持在授时状态；而一旦跟踪到的卫星数量小于2颗，则认定卫星信号接收模块提供的卫星PPS信号失效，该卫星PPS信号不可用于授时，授时系统转换到守时状态。当授时系统处于守时状态时，需要重新按照S1的判断条件定位成功后才可转换到授时状态。

需要说明的是，S3和S4是并列的，分别定义了授时系统在授时状态和守时状态下的工作方式，两者之间并不存在先后关系。通过S1和S2的判断，使授时系统在S3的授时状态和S4的守时状态之间切换。

为了在卫星PPS信号失效后，授时系统的本地时钟信号频率仍能保持较高的精度，从而使得在守时状态下有本地时钟信号分频得到的PPS基准信号仍能保持与卫星同步，本发明实施例对S3和S4的具体工作方式进行了改进。

作为改进，在S3中，还包括，记录晶振控制模块对恒温晶振进行驯服时输出的控制参数的变化情况；

在S4中，在对本地时钟信号进行分频处理之前，还包括，根据控制参数在授时状态下的变化情况，对本地时钟信号的频率进行补偿调整。

从本质上来说，本发明实施例对于S3和S4的改进在于，在授时状态下记录本地时钟信号的频率变化情况，并且总结其变化规律，以期实现在守时状态下对本地时钟信号的频率进行自动补偿。

实际上，由于在驯服过程中，所述恒温晶振输出的本地时钟信号的频率是不断调整的，即晶振控制模块每一时刻都在使恒温晶振的输出频率趋向于标称频率，这种调整需要一个时间过程，而不是能够立即实现的；因此，我们无法直接记录本地时钟信号的频率变化。

现有技术中，晶振控制模块通常包括一DAC(Digitaltoanalogconverter，数字/模拟转换器)和一DAC控制模块，如图8所示，DAC控制模块(通常为单片机)向DAC发送20位的DAC_DATA，DAC根据DAC_DATA的大小改变其输出的压控电压Vc，压控电压Vc输入到恒温晶振的压控脚，压控电压Vc改变，恒温晶振的输出频率也跟着变化。压控电压Vc的大小与DAC_DATA的大小成正比关系，而恒温晶振的输出频率大小又与压控电压Vc成正比关系。其中，DAC_DATA即为以上所述的控制参数。

驯服过程中，为了把恒温晶振的输出频率锁定在标称频率，DAC_DATA是不断变化的，DAC_DATA值随时间的变化即对应地反映了恒温晶振的输出频率随时间的变化；所以，可以通过记录DAC_DATA的值来代替所述本地时钟信号的频率。

具体地，在S3的授时状态下记录控制参数变化情况的方法为：每隔1个小时，将晶振控制模块输出的控制参数(即以上所述的DAC控制模块输出的DAC_DATA)进行一次存储，连续记录24小时。

当卫星PPS信号失效时，授时系统进入守时状态，由授时系统在授时状态下记录的控制参数，能够计算出该控制参数在24小时内的变化值ΔDAC＝DAC24-DAC1。为了使所述本地时钟信号的频率与标称频率保持相对恒定，在未来24小时内，所述DAC控制模块必须改变等值的DAC_DATA来补偿恒温晶振。当ΔDAC为正时，DAC_DATA在24小时内增加│ΔDAC│，当ΔDAC为负时，DAC_DATA在24小时内减小│ΔDAC│。

具体地，在S4中，对本地时钟信号的频率进行补偿调整的方法为：以秒为单位，计算出授时状态下的控制参数每改变1的时间周期ΔT＝24*60*60/ΔDAC；在守时状态下，每经过一个所述时间周期，将晶振控制模块输出的控制参数对应加1或减1；DAC输出的压控电压Vc也随着增大或者减小，从而控制恒温晶振的输出频率保持恒定。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种具有恒温电路的导航卫星高精度授时系统，其特征在于，包括：

卫星信号接收模块，用于跟踪接收多颗导航卫星发出的卫星PPS信号；

工作状态判断模块，用于实时监控卫星信号接收模块跟踪到的卫星数量，进而判断授时系统的工作状态为授时状态或守时状态；

晶振控制模块，用于通过一控制参数，控制恒温晶振输出的本地时钟信号的频率；

恒温晶振，用于在晶振控制模块的控制下输出本地时钟信号；

采样模块，用于对本地时钟信号进行采样，反馈给晶振控制模块和基准信号输出模块；

基准信号输出模块，用于向外部输出PPS基准信号；

恒温模块，用于监控恒温晶振、晶振控制模块和采样模块的温度变化，并将其控制在恒定温度；

其中，当授时系统工作于授时状态下时，晶振控制模块根据卫星PPS信号对恒温晶振进行驯服，使恒温晶振输出的本地时钟信号的频率调整为卫星PPS信号的标称频率，同时，记录控制参数的变化情况；基准信号输出模块对调整后的本地时钟信号进行分频处理，得到PPS基准信号进行输出；

当授时系统工作于守时状态下时，晶振控制模块根据控制参数在授时状态下的变化情况，对本地时钟信号的频率进行补偿调整；基准信号输出模块对补偿调整后的本地时钟信号进行分频处理，得到PPS基准信号进行输出。

2.根据权利要求1所述的具有恒温电路的导航卫星高精度授时系统，其特征在于，所述恒温模块、恒温晶振、晶振控制模块和采样模块通过一外壳密封在一个密闭空间内，所述恒温模块包括环境温度传感器、恒温控制系统和加热模块；

所述环境温度传感器用于检测密闭空间的温度；

所述加热模块用于工作使密闭空间温度上升；

所述恒温控制系统包括一比较器，用于比较环境传感器温度与比较器自身设定温度值；若环境传感器检测温度低于比较器设定温度值，恒温控制系统控制加热模块工作，使密闭空间温度稳定；若环境传感器检测温度高于比较器设定温度值时，停止加热模块的工作。

3.根据权利要求1所述的具有恒温电路的导航卫星高精度授时系统，其特征在于，还包括一恒温补偿模块，所述恒温补偿模块包括一数字温度传感器，所述数字温度传感器紧贴恒温晶振的金属表面，用于检测恒温晶振的温度，数字温度传感器连接晶振控制模块，晶振控制模块通过读取数字传感器温度变化监控恒温晶振内部的电压变化，其对应监控公式为：

f(y)＝cy³+dy²+ey+f₀

式中，f(y)为对应温度下的恒温晶振的频率，a，b，c分别为固定参数，y为数字温度传感器检测到的温度值。

4.根据权利要求1所述的具有恒温电路的导航卫星高精度授时系统，其特征在于，所述晶振控制模块包括数据处理模块、补偿控制模块、DAC控制模块和DAC；

DAC控制模块用于向DAC输出控制参数；

DAC用于将DAC控制模块提供的控制参数转换为对应的压控电压，输出给恒温晶振，以控制恒温晶振输出的本地时钟信号的频率；

数据处理模块用于在授时状态下提取卫星PPS信号的标称频率，提供给DAC控制模块；

补偿控制模块用于在授时状态下记录DAC控制模块输出的控制参数的变化情况；还用于在守时状态下，根据控制参数在授时状态下的变化情况，向DAC控制模块发出补偿指令；

DAC控制模块还用于在授时状态下，根据标称频率和本地时钟信号频率之间的差异，对输出的控制参数进行调整，使本地时钟信号的频率趋向于标称频率；还用于在守时状态下，根据补偿控制模块的补偿指令，对输出的控制参数进行补偿调整。

5.根据权利要求1所述的具有恒温电路的导航卫星高精度授时系统，其特征在于，在授时状态下，所述补偿控制模块每间隔一段固定时间，对DAC控制模块输出的控制参数进行一次存储；

在守时状态下，补偿控制模块根据授时状态下存储的控制参数，计算出控制参数每改变1的时间周期；每经过一个所述时间周期，补偿控制模块向DAC控制模块发送一个补偿指令，使DAC控制模块输出的控制参数对应加1或减1。

6.一种根据权利要求1-5任一所述的系统进行授时的方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、确认授时系统是否定位成功：当授时系统定位成功时，进入授时状态；当授时系统定位失败时，进入守时状态，恒温模块及恒温补偿模块对系统温度进行监控和调整，使系统始终处于恒定温度；

S2、判断卫星信号接收模块提供的卫星PPS信号是否持续有效：当卫星PPS信号持续有效时，授时系统维持在授时状态；当卫星PPS信号失效时，授时系统进入守时状态；

S3、利用卫星PPS信号进行授时：当授时系统处于授时状态时，晶振控制模块根据卫星PPS信号对恒温晶振进行驯服，使恒温晶振输出的本地时钟信号的频率调整为卫星PPS信号的标称频率，然后对调整后本地时钟信号进行分频处理，得到PPS基准信号进行输出；

S4、利用本地时钟信号进行守时：当授时系统处于守时状态时，断开卫星PPS信号，对本地时钟信号进行分频处理，得到PPS基准信号进行输出。

7.根据权利要求6所述的系统进行授时的方法，其特征在于，在S1中，当卫星信号接收模块跟踪到的卫星数量大于或等于4颗时，则判定授时系统定位成功，即卫星信号接收模块提供的卫星PPS信号有效，授时系统进入授时状态，跟踪到的卫星数量小于4颗时，则判定授时系统定位失败，即卫星信号接收模块提供的卫星PPS信号无效，授时系统进入守时状态。

8.根据权利要求6所述的系统进行授时的方法，其特征在于，在S2中，当卫星信号接收模块跟踪到的卫星数量持续大于2或等于2颗时，则认定卫星信号接收模块提供的卫星PPS信号依然保持有效，该卫星PPS信号可用于授时，授时系统维持在授时状态，而一旦跟踪到的卫星数量小于2颗，则认定卫星信号接收模块提供的卫星PPS信号失效，该卫星PPS信号不可用于授时，授时系统转换到守时状态，当授时系统处于守时状态时，需要重新按照S1的判断条件定位成功后才可转换到授时状态。

9.根据权利要求6所述的系统进行授时的方法，其特征在于，在S3中，还包括，记录晶振控制模块对恒温晶振进行驯服时输出的控制参数的变化情况；

在S3的授时状态下记录控制参数变化情况的方法为：每隔1个小时，将晶振控制模块输出的控制参数进行一次存储，连续记录24小时；

当卫星PPS信号失效时，授时系统进入守时状态，由授时系统在授时状态下记录的控制参数，能够计算出该控制参数在24小时内的变化值ΔDAC＝DAC24-DAC1，为了使所述本地时钟信号的频率与标称频率保持相对恒定，在未来24小时内，所述DAC控制模块必须改变等值的DAC_DATA来补偿恒温晶振，当ΔDAC为正时，DAC_DATA在24小时内增加│ΔDAC│，当ΔDAC为负时，DAC_DATA在24小时内减小│ΔDAC│。

10.根据权利要求6所述的系统进行授时的方法，其特征在于，在S4中，在对本地时钟信号进行分频处理之前，还包括，根据控制参数在授时状态下的变化情况，对本地时钟信号的频率进行补偿调整；

在S4中，对本地时钟信号的频率进行补偿调整的方法为：以秒为单位，计算出授时状态下的控制参数每改变1的时间周期ΔT＝24*60*60/ΔDAC，在守时状态下，每经过一个所述时间周期，将晶振控制模块输出的控制参数对应加1或减1，DAC输出的压控电压Vc也随着增大或者减小，从而控制恒温晶振的输出频率保持恒定。