CN106199648A - 一种利用钟速调整接收机系统时间的方法和系统 - Google Patents

一种利用钟速调整接收机系统时间的方法和系统 Download PDF

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Abstract

一种利用钟速调整接收机系统时间的方法和系统，接收机首次定位有效时，对钟速进行初始化；钟速初始化后，利用PVT解算得到的钟差和预测钟差实时更新预测钟速，并利用钟差和预测钟速计算系统时间调整量；利用计算得到的时间调整量对系统时间进行调整，并预测调整后的钟差；在定位有效的情况下，重复以上的步骤，反复调整钟速模型，以使钟速快速收敛；当接收机定位无效或无法定位的情况下，直接利用钟速计算系统时间调整量，对系统时间进行调整；本发明通过解算钟差和该预估钟速计算系统时间调整量，只要定位成功重复操作上述过程，从而不断修正使钟速收敛，当接收机定位无效或无法定位时，仍能以收敛后的钟速对系统时间进行守时。

Description

一种利用钟速调整接收机系统时间的方法和系统
技术领域
本发明涉及卫星通信领域，特别是一种利用钟速调整接收机系统的方法和系统。
背景技术
现有的卫星接收机系统在调整时间的时候，当接收机定位有效时，利用PVT定位解算(PVT定位解算的过程是：首先计算接收机位置，然后进行电离层和对流层的误差修正，再根据当前时刻接收机位置和上一时刻接收机位置，通过最小二乘法解算得到当前时刻接收机的位置、速度、钟差和钟速信息)得到的钟差和钟速实时调整系统时间；当接收机定位无效或无法定位的情况下，系统时间不进行调整，当卫星接收机定位无效或无法定位时，守时不准确，钟差随着时间的累积和钟速的影响越来越大。因此有待进一步完善现有技术。
发明内容
本发明的目的在于：提供一种当接收机定位无效或者无法定位是，仍然可以准确调整系统时间的利用钟速调整接收机系统时间的方法和系统。
为了解决上述技术问题，本发明是这样实现的：一种利用钟速调整接收机系统时间的方法，包括接收机和接收机系统，该方法包括以下步骤：
S1：启动所述接收机，并进行接收机初始PVT定位解算操作；
S2：当所述接收机PVT定位解算成功后，得到所述接收机系统的初始钟差ClkD1和钟速ClkV1；
S3：利用所述ClkD1和ClkV1计算接收机系统时间调整量：首先通过公式AdjustT1＝ClkD1+PVTFreq*ClkV1计算得到AdjustT1，然后再对时间的最小分辨率取模，取模后的整数为接收机系统时间调整量，最后根据取模后得到的接收机系统时间调整量的数值调整所述接收机系统的时间，其中PVTFreq为PVT定位解算的频度；
S4：预测调整后的钟差：PreClkD＝ClkD1-AdjustT；
S5：再次进行接收机的PVT定位解算，得到所述接收机系统的钟差ClkD2和钟速ClkV2，预测调整后的接收机系统的钟速：ClkV’＝(ClkD2-PreClkD)*PVTFreq；
S6：利用S5中的得到的ClkD2和ClkV’计算接收机系统时间调整量：AdjustT2＝ClkD2+PVTFreq*ClkV’，根据得到的接收机系统时间调整量的数值调整所述接收机系统的时间；
S7：在接收机PVT定位解算结果有效的情况下，重复步骤S4、S5、S6；
S8：当接收机PVT定位解算无效或无法定位解算时，直接利用步骤S5中计算所得的接收机系统的钟速ClkV’计算接收机系统时间调整量AdjustT’＝PVTFreq*ClkV’，并调整所述接收机系统的时间；
S9：重复步骤S8的过程，当接收机PVT再次定位解算有效时，跳转到步骤S1。
优选地，所述步骤S1中接收机的初始PVT定位解算操作包括以下步骤：
首先计算接收机位置，然后进行电离层和对流层的误差修正，再根据当前时刻接收机位置和上一时刻接收机位置，通过最小二乘法解算得到当前时刻接收机的位置、速度、钟差和钟速信息。
优选地，所述接收机为卫星定位接收机。
一种利用钟速调整接收机系统时间的系统，包括接收机和接收机系统，还包括初始化模块、PVT定位解算模块、系统时间调整模块一、预测钟差模块、钟速计算模块、系统时间调整模块二、系统时间调整模块三以及控制模块，其中：
所述初始化模块用于启动所述接收机，并进行接收机初始PVT定位解算操作；
所述PVT定位解算模块用于当所述接收机PVT定位解算成功后，计算得到所述接收机系统的初始钟差ClkD1和钟速ClkV1；
所述系统时间调整模块一用于通过所述PVT定位解算模块计算得到的ClkD1和ClkV1计算接收机系统时间调整量：首先通过公式AdjustT1＝ClkD1+PVTFreq*ClkV1计算得到AdjustT1，然后再对时间的最小分辨率取模，取模后的整数为接收机系统时间调整量，最后根据取模后得到的接收机系统时间调整量的数值调整所述接收机系统的时间，其中PVTFreq为PVT解算的频度；
所述预测钟差模块用于通过所述PVT定位解算模块中＝ClkD1的和系统时间调整模块一中的AdjustT来预测调整后的钟差：PreClkD＝ClkD1-AdjustT；
所述钟速计算模块用于再次PVT定位解算成功后，得到所述接收机系统的钟差ClkD2和钟速ClkV2，预测调整后的接收机系统的钟速：ClkV’＝(ClkD2-PreClkD)*PVTFreq；
所述系统时间调整模块二用于通过所述钟速计算模块中的得到的ClkD2和ClkV’计算接收机系统时间调整量：AdjustT2＝ClkD2+PVTFreq*ClkV’，根据得到的接收机系统时间调整量的数值调整所述接收机系统的时间；
系统时间调整模块三用于当接收机PVT定位解算无效或无法定位解算时，直接所述钟速计算模块计算所得的接收机系统的钟速ClkV’计算接收机系统时间调整量AdjustT’＝PVTFreq*ClkV’，并调整所述接收机系统的时间；
所述初始化模块、PVT定位解算模块、系统时间调整模块一、预测钟差模块、钟速计算模块以及系统时间调整模块二顺序连接；
当所述接收机PVT定位解算结果有效的情况下，所述控制模块控制重复执行所述预测钟差模块、所述钟速计算模块和所述系统时间调整模块二的操作；当所述接收机PVT定位解算结果无效或者无法定位解算的情况下，所述控制模块用于控制重复执行所述系统时间调整模块三。
优选地，所述PVT定位解算模块中接收机的初始PVT定位解算操作包括以下步骤：
首先计算接收机位置，然后进行电离层和对流层的误差修正，再根据当前时刻接收机位置和上一时刻接收机位置，通过最小二乘法解算得到当前时刻接收机的位置、速度、钟差和钟速信息。
优选地，所述接收机为卫星定位接收机。
本发明利用接收机首次PVT解算得到的钟速作为钟速的初始值，利用钟差和钟速计算得到的时间调整量调整系统时间，并预测调整后的钟差；在下次定位计算后，利用PVT解算得到的钟差和预测钟差和钟速模型得到估计的钟速，通过解算钟差和该预估钟速计算系统时间调整量，只要定位成功重复操作上述过程，从而不断修正使钟速收敛，当接收机定位无效或无法定位时，仍能以收敛后的钟速对系统时间进行守时。
附图说明
图1为本发明一种利用钟速调整接收机系统时间的方法的步骤图。
图2为本发明一种利用钟速调整接收机系统时间的系统的原理框图。
具体实施方式
如图1所示，一种利用钟速调整接收机系统时间的方法，包括接收机和接收机系统，接收机为卫星接收机，接收机系统为卫星接收机系统，该方法包括以下步骤：
S1：启动所述接收机，并进行接收机初始PVT(Position Velocity and Time位置速度和时间)定位解算操作，PVTFreq表示PVT定位解算的频度，如1Hz，即为1s解算一次，10Hz为1s解算10次，本发明中PVT定位解算按PVTFreq＝1Hz解算频度进行；
步骤S1中接收机的初始PVT定位解算操作包括：首先计算接收机位置，然后进行电离层和对流层的误差修正，再根据当前时刻接收机位置和上一时刻接收机位置，通过最小二乘法(又称最小平方法，是一种数学优化技术，它通过最小化误差的平方和寻找数据的最佳函数匹配，利用最小二乘法可以简便地求得未知的数据，并使得这些求得的数据与实际数据之间误差的平方和为最小)解算得到当前时刻接收机的位置、速度、钟差和钟速信息。
S2：当所述接收机PVT定位解算成功后，得到所述接收机系统的初始钟差ClkD1和钟速ClkV1；
S3：利用所述ClkD1和ClkV1计算接收机系统时间调整量：首先通过公式AdjustT1＝ClkD1+PVTFreq*ClkV1计算得到AdjustT1，然后再对时间的最小分辨率取模，取模后的整数为接收机系统时间调整量，最后根据取模后得到的接收机系统时间调整量的数值调整所述接收机系统的时间，例如：指的是计算得到的AdjusT1，再对时间的最小分辨率取模。比如：时间最小分辨率为1ns，计算得到的AdjusT1是10.2ns，那么取模后是10，系统调整量就是10个1ns。
S4：预测调整后的钟差：PreClkD＝ClkD1-AdjustT1；
S5：再次进行接收机的PVT定位解算，得到所述接收机系统的钟差ClkD2和钟速ClkV2，预测调整后的接收机系统的钟速：ClkV’＝(ClkD2-PreClkD)*PVTFreq；
S6：利用S5中的得到的ClkD2和ClkV’计算接收机系统时间调整量：AdjustT2＝ClkD2+PVTFreq*ClkV’，根据得到的接收机系统时间调整量的数值调整所述接收机系统的时间；
S7：在接收机PVT定位解算结果有效的情况下，重复步骤S4、S5、S6；
S8：当接收机PVT定位解算无效或无法定位解算时，直接利用步骤S5中计算所得的接收机系统的钟速ClkV’计算接收机系统时间调整量AdjustT’＝PVTFreq*ClkV’，并调整所述接收机系统的时间；
S9：重复步骤S8的过程，当接收机PVT再次定位解算有效时，跳转到步骤S1。
如图2所示，一种利用钟速调整接收机系统时间的系统，包括接收机和接收机系统，所述接收机为卫星定位接收机，所述接收机系统为所述接收机为卫星定位接收机系统，还包括初始化模块、PVT定位解算模块、系统时间调整模块一、预测钟差模块、钟速计算模块、系统时间调整模块二、系统时间调整模块三以及控制模块，其中：
所述初始化模块用于启动所述接收机，并进行接收机初始PVT定位解算操作；
所述PVT定位解算模块用于当所述接收机PVT定位解算成功后，计算得到所述接收机系统的初始钟差ClkD1和钟速ClkV1；
所述系统时间调整模块一用于通过所述PVT定位解算模块计算得到的ClkD1和ClkV1计算接收机系统时间调整量：首先通过公式AdjustT1＝ClkD1+PVTFreq*ClkV1计算得到 AdjustT1，然后再对时间的最小分辨率取模，取模后的整数为接收机系统时间调整量，最后根据取模后得到的接收机系统时间调整量的数值调整所述接收机系统的时间；
所述预测钟差模块用于通过所述PVT定位解算模块中＝ClkD1的和系统时间调整模块一中的AdjustT来预测调整后的钟差：PreClkD＝ClkD1-AdjustT；
所述钟速计算模块用于再次PVT定位解算成功后，得到所述接收机系统的钟差ClkD2和钟速ClkV2，预测调整后的接收机系统的钟速：ClkV’＝(ClkD2-PreClkD)*PVTFreq；
所述系统时间调整模块二用于通过所述钟速计算模块中的得到的ClkD2和ClkV’计算接收机系统时间调整量：AdjustT＝ClkD2+PVTFreq*ClkV’，根据得到的接收机系统时间调整量的数值调整所述接收机系统的时间；
系统时间调整模块三用于当接收机PVT定位解算无效或无法定位解算时，直接所述钟速计算模块计算所得的接收机系统的钟速ClkV’计算接收机系统时间调整量AdjustT’＝PVTFreq*ClkV’，并调整所述接收机系统的时间；
所述初始化模块、PVT定位解算模块、系统时间调整模块一、预测钟差模块、钟速计算模块以及系统时间调整模块二顺序连接。
当所述接收机PVT定位解算结果有效的情况下，所述控制模块控制重复执行所述预测钟差模块、所述钟速计算模块和所述系统时间调整模块二的操作；当所述接收机PVT定位解算结果无效或者无法定位解算的情况下，所述控制模块用于控制重复执行所述系统时间调整模块三。
所述PVT定位解算模块中接收机的初始PVT定位解算操作包括以下内容：
首先计算接收机位置，然后进行电离层和对流层的误差修正，再根据当前时刻接收机位置和上一时刻接收机位置，通过最小二乘法解算得到当前时刻接收机的位置、速度、钟差和钟速信息。
根据上述说明书的揭示和教导，本发明所属领域的技术人员还可以对上述实施方式进行变更和修改。因此，本发明并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式，对本发明的一些修改和变更也应当落入本发明的权利要求的保护范围内。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本发明构成任何限制。

Claims (6)

1.一种利用钟速调整接收机系统时间的方法，包括接收机和接收机系统，其特征在于，该方法包括以下步骤：
S1：启动所述接收机，并进行接收机初始PVT定位解算操作；
S2：当所述接收机PVT定位解算成功后，得到所述接收机系统的初始钟差ClkD1和钟速ClkV1；
S3：利用所述ClkD1和ClkV1计算接收机系统时间调整量：首先通过公式AdjustT1＝ClkD1+PVTFreq*ClkV1计算得到AdjustT1，然后再对时间的最小分辨率取模，取模后的整数为接收机系统时间调整量，最后根据取模后得到的接收机系统时间调整量的数值调整所述接收机系统的时间，其中PVTFreq为PVT定位解算的频度；
S4：预测调整后的钟差：PreClkD＝ClkD1-AdjustT1；
S5：再次进行接收机的PVT定位解算，得到所述接收机系统的钟差ClkD2和钟速ClkV2，预测调整后的接收机系统的钟速：ClkV’＝(ClkD2-PreClkD)*PVTFreq；
S6：利用S5中的得到的ClkD2和ClkV’计算接收机系统时间调整量：AdjustT2＝ClkD2+PVTFreq*ClkV’，根据得到的接收机系统时间调整量的数值调整所述接收机系统的时间；
S7：在接收机PVT定位解算结果有效的情况下，重复步骤S4、S5、S6；
S8：当接收机PVT定位解算无效或无法定位解算时，直接利用步骤S5中计算所得的接收机系统的钟速ClkV’计算接收机系统时间调整量AdjustT’＝PVTFreq*ClkV’，并调整所述接收机系统的时间；
S9：重复步骤S8的过程，当接收机PVT再次定位解算有效时，跳转到步骤S1。
2.如权利要求1所述的一种利用钟速调整接收机系统时间的方法，其特征在于，所述步骤S1中接收机的初始PVT定位解算操作包括以下步骤：
首先计算接收机位置，然后进行电离层和对流层的误差修正，再根据当前时刻接收机位置和上一时刻接收机位置，通过最小二乘法解算得到当前时刻接收机的位置、速度、钟差和钟速信息。
3.如权利要求1所述的一种利用钟速调整接收机系统时间的方法，其特征在于，所述接收机为卫星定位接收机。
4.一种利用钟速调整接收机系统时间的系统，包括接收机和接收机系统，其特征在于，还包括初始化模块、PVT定位解算模块、系统时间调整模块一、预测钟差模块、钟速计算模块、系统时间调整模块二、系统时间调整模块三以及控制模块，其中：
所述初始化模块用于启动所述接收机，并进行接收机初始PVT定位解算操作；
所述PVT定位解算模块用于当所述接收机PVT定位解算成功后，计算得到所述接收机系统的初始钟差ClkD1和钟速ClkV1；
所述系统时间调整模块一用于通过所述PVT定位解算模块计算得到的ClkD1和ClkV1计算接收机系统时间调整量：首先通过公式AdjustT1＝ClkD1+PVTFreq*ClkV1计算得到AdjustT1，然后再对时间的最小分辨率取模，取模后的整数为接收机系统时间调整量，最后根据取模后得到的接收机系统时间调整量的数值调整所述接收机系统的时间，其中PVTFreq为PVT解算的频度；
所述预测钟差模块用于通过所述PVT定位解算模块中＝ClkD1的和系统时间调整模块一中的AdjustT来预测调整后的钟差：PreClkD＝ClkD1-AdjustT；
所述钟速计算模块用于再次PVT定位解算成功后，得到所述接收机系统的钟差ClkD2和钟速ClkV2，预测调整后的接收机系统的钟速：ClkV’＝(ClkD2-PreClkD)*PVTFreq；
所述系统时间调整模块二用于通过所述钟速计算模块中的得到的ClkD2和ClkV’计算接收机系统时间调整量：AdjustT＝ClkD2+PVTFreq*ClkV’，根据得到的接收机系统时间调整量的数值调整所述接收机系统的时间；
系统时间调整模块三用于当接收机PVT定位解算无效或无法定位解算时，直接所述钟速计算模块计算所得的接收机系统的钟速ClkV’计算接收机系统时间调整量AdjustT’＝PVTFreq*ClkV’，并调整所述接收机系统的时间；
所述初始化模块、PVT定位解算模块、系统时间调整模块一、预测钟差模块、钟速计算模块以及系统时间调整模块二顺序连接；
当所述接收机PVT定位解算结果有效的情况下，所述控制模块控制重复执行所述预测钟差模块、所述钟速计算模块和所述系统时间调整模块二的操作；当所述接收机PVT定位解算结果无效或者无法定位解算的情况下，所述控制模块用于控制重复执行所述系统时间调整模块三。
5.如权利要求4所述的一种利用钟速调整接收机系统时间的系统，其特征在于，所述PVT定位解算模块中接收机的初始PVT定位解算操作包括以下步骤：
首先计算接收机位置，然后进行电离层和对流层的误差修正，再根据当前时刻接收机位置和上一时刻接收机位置，通过最小二乘法解算得到当前时刻接收机的位置、速度、钟差和钟速信息。
6.如权利要求4所述的一种利用钟速调整接收机系统时间的系统，其特征在于，所述接收机为卫星定位接收机。
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