CN107144860A - 一种频漂和时间确定方法、及gnss接收机 - Google Patents

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CN107144860A CN201710261327.8A CN201710261327A CN107144860A CN 107144860 A CN107144860 A CN 107144860A CN 201710261327 A CN201710261327 A CN 201710261327A CN 107144860 A CN107144860 A CN 107144860A
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Abstract

本发明实施例提供一种频漂和时间确定方法、及GNSS接收机；具体针对GNSS接收机的温度传感和记录仪电路设计方案，给出频漂和时间的确定方案。其中频漂确定过程包括：获取频漂元件当前的相关温度值；所述相关温度值由温度感应元件感应得到；调取预分析的频漂模型，所述频漂模型表示有频漂元件的温度值及频漂值的函数关系；根据所述频漂模型及所述当前的相关温度值，确定频漂元件当前的频漂值。时间确定过程包括：获取频漂元件当前的计数值；根据上一次频漂元件的计数值和相应的GNSS时间值，推算出当前的GNSS时间值。本发明实施例为减小GNSS接收机的首次定位所需时间提供可能。

Description

一种频漂和时间确定方法、及GNSS接收机
技术领域
本发明涉及卫星导航技术领域，具体地说，涉及一种频漂和时间确定方法、及GNSS接收机。
背景技术
作为当今世界最具发展前途的高科技领域之一，GNSS(Global NavigationSatellite System，全球导航卫星系统)是一个国家综合国力、核心竞争力与科技创新能力的重要标志和集中体现。目前GNSS主要有中国的北斗(Compass或者BeiDou)卫星导航系统、美国的全球定位系统(GPS，Global Positioning System)、俄国的格洛纳斯(GLONASS)、欧洲的伽利略(Galileo)系统、印度区域导航卫星系统(IRNSS)、日本准天顶卫星系统(QZSS)及各个星基增强系统(SBAS，比如WAAS、EGNOS、MSAS)等。
GNSS接收机是用户侧的用于接收卫星信号，以实现位置定位的设备，图1示出了GNSS接收机与GNSS的架构示意图，如图1所示，包括：GNSS接收机01和GNSS卫星02，可参照。
GNSS接收机为实现位置定位需要先进行卫星信号的捕捉及跟踪，由于不同卫星的导航信号通常调制着不同的伪随机噪声码(PRN，简称伪码)、不同卫星信号一般受到不同的多普勒频移效应、GNSS接收机的晶振频率存在频漂等原因，因此GNSS接收机在搜索、捕捉卫星信号时，涉及在一定范围的频率维度上对卫星信号进行多普勒频移(或者说载波频率)搜索，也称为对卫星信号的频率搜索，以及在一定范围的时间维度上对卫星信号的伪码相位进行搜索，也称为对卫星信号的时间搜索。而在相同的接收机硬件资源和软件算法条件下，对一个卫星信号搜索的载波频率值及码相位值的二维不定区间范围越大，则GNSS接收机完成对该卫星信号搜索的时间越长，这将加长GNSS接收机首次定位所需时间(TTFF)，影响接收机启动性能。
本发明的发明人发现：搜索载波频率值及码相位值的不定区间范围的大小，主要取决于GNSS接收机对自身时间、位置、速度、晶体振荡器等频漂元件的频漂等信息掌握的精确程度，频漂为频率漂移的简称；GNSS接收机对这些信息的掌握准确程度越高，则GNSS接收机就越能准确地估算出被搜索、捕获卫星信号的载波频率和码相位这二维参数，也就是说，所估算出的作为搜索载波频率值及码相位值的不定区间范围就越小；因此如何提升GNSS接收机对自身时间、位置、速度、频漂元件的频漂等信息掌握的精确程度，显得尤为必要。
发明内容
有鉴于此，本发明实施例提供一种频漂和时间确定方法、及GNSS接收机，以准确地确定GNSS接收机中的频漂元件的频漂及时间信息，为减小搜索载波频率值及码相位值所用的不定区间范围的大小，减小GNSS接收机的首次定位所需时间提供可能。
为实现上述目的，本发明实施例提供如下技术方案：
一种频漂和时间确定方法，其特征在于，包括：
确定频漂元件当前的频漂值，及当前的GNSS时间值；
其中，确定频漂元件当前的频漂值的过程包括：获取频漂元件当前的相关温度值；所述相关温度值由温度感应元件感应得到；调取预分析的频漂模型，所述频漂模型表示有频漂元件的温度值及频漂值的函数关系；根据所述频漂模型及所述当前的相关温度值，确定频漂元件当前的频漂值；
确定当前的GNSS时间值的过程包括：获取频漂元件当前的计数值；根据上一次频漂元件的计数值和相应的GNSS时间值，推算出当前的GNSS时间值。
一种GNSS接收机，其特征在于，包括：系统级芯片，温度感应元件，频漂元件；其中，系统级芯片中设置有嵌入式计算机，外设总线接口，温度传感控制器，及可读写存储器；嵌入式计算机通过外设总线接口，与温度传感控制器及可读写存储器通信；
所述温度感应元件用于感应频漂元件的相关温度值；
所述温度传感控制器用于受嵌入式计算机的控制，控制温度感应元件的工作状态；
所述可读写存储器用于存储温度感应元件所感应的频漂元件的相关温度值和相应的RTC计数值；
所述嵌入式计算机用于，确定频漂元件当前的频漂值，及当前的GNSS时间值；
其中，确定频漂元件当前的频漂值的过程包括：获取频漂元件当前的相关温度值；所述相关温度值由温度感应元件感应得到；调取预分析的频漂模型，所述频漂模型表示有频漂元件的温度值及频漂值的函数关系；根据所述频漂模型及所述当前的相关温度值，确定频漂元件当前的频漂值；
确定当前的GNSS时间值的过程包括：获取频漂元件当前的计数值；根据上一次频漂元件的计数值和相应的GNSS时间值，推算出当前的GNSS时间值。
基于上述技术方案，本发明实施例提供的频漂和时间确定方法可基于预分析的频漂模型，及所获取的频漂元件当前的相关温度值，实现频漂元件当前的频漂值的准确确定；同时根据上一次频漂元件的计数值和相应的GNSS时间值，推算出当前的GNSS时间值，使得GNSS接收机能够对自身频漂元件的频漂及时间信息进行精准的掌握，为减小搜索载波频率值及码相位值所用的不定区间范围的大小，减小GNSS接收机的首次定位所需时间提供可能。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为GNSS接收机与GNSS的架构示意图；
图2为GNSS接收机搜索卫星信号的三维搜索空间的示意图；
图3为TCXO频漂模型和RTC频漂模型的构建过程示意图；
图4为本发明实施例提供的频漂模型的构建方法的流程图；
图5为本发明实施例提供的更新数据库的方法流程图；
图6为更新和构建模型的示意图；
图7为频漂确定方法的流程图；
图8为利用TCXO频漂模型推测TCXO的当前频漂值的方法流程图；
图9为推算晶体振荡器当前的时间值的方法流程图；
图10为确定TXCO频漂及GNSS时间的流程图；
图11为本发明实施例提供的RTC的频漂值获得所需的结构架构示意图；
图12为本发明实施例提供的系统级芯片中的综合技术措施示意图；
图13为本发明实施例提供的GNSS接收机的结构框图；
图14为本发明实施例提供的GNSS接收机的另一结构框图；
图15为本发明实施例提供的数字温度传感器的结构框图；
图16为本发明实施例提供的模拟温度传感器的结构框图。
具体实施方式
需要进一步说明的是，如图1所示，GNSS接收机为实现位置定位需要先进行卫星信号的捕捉及跟踪(包括由于建筑物阻挡等原因而导致失去跟踪信号后，GNSS接收机对卫星信号的重捕情形)；而GNSS接收机捕捉卫星信号的过程可以认为是一个三维搜索过程，即GNSS接收机需要先确定哪些卫星的卫星信号可能可见，按照怎样的一个顺序去搜索可见卫星的卫星信号，然后对每颗可能可见而值得搜索的卫星进行卫星信号的频率和时间的二维搜索；因为不同的卫星信号通常调制着不同的伪随机噪声码(PRN，简称伪码)，并且呈现不同的多普勒频移，所以对卫星信号频率这一维的搜索又称为多普勒频移搜索，即搜索卫星信号的载波频率，而对时间这一维的搜索又称为伪码相位的搜索，即搜索卫星信号的码相位；同时，当GNSS接收机对至少四颗卫星进行信号跟踪与测量时，GNSS接收机就可以实现自我定位、定速和定时。
GNSS接收机的这种定位、定速和定时算法还一并解算出了GNSS接收机的频率误差，它直接线型地反映了接收机晶体振荡器等频漂元件的频漂值，所以本发明实施例可直接通过GNSS接收机解算出频漂元件的频漂值，而解算出的频漂值将作为本发明实施例提供的频漂确定机制的输入值，用来建立晶体振荡器等频漂元件的温度值及频漂值的模型。
另外，GNSS接收机的运行和定位、定速和定时算法也获得了相应于定位结果值的GNSS时间，此时可读取通过晶体振荡器(简称晶振)的计数值和RTC的计数值；也就是说，GNSS接收机可以获得在同一时刻的GNSS时间值、晶体振荡器的频漂值、晶体振荡器的计数值、RTC计数值；本发明实施例可记录RTC计数值和相应温度值的数据对(可由温度感应元件和记录仪提供数据对)，给出了晶体振荡器的频率值与RTC频率值的比率(可由校频器提供比例)，因而再根据本发明实施例给出的对频漂元件(晶体振荡器和RTC)的频漂确定方法确定它们在各个计数值相应的频漂值，接着确定相应于当前计数值的GNSS时间值，如此获得对频漂元件的频率和时间的维持掌握。
图2示出了GNSS接收机搜索卫星信号的三维搜索空间的示意图；GNSS接收机需要对每一颗卫星进行码相位和频率的二维搜索；对于频率和码相位这两个信号参量的搜索区间，通常用它们的参数估计中心值和参数估计不定值来表示，其中参数估计中心值位于该参数搜索区间的中间点，而参数估计不定值决定着该参数搜索区间的范围大小；参数估计中心值越不精确，也就是说，参数估计不定值越大，则对该信号参量的搜索区间范围就越大，在GNSS接收机相同的计算能力条件下，信号搜索和捕获就完成得越慢，从而使得GNSS接收机启动后的首次定位所需时间(TTFF)就越长，影响接收机性能；
然而，由于卫星与GNSS接收机之间相对运动所引起的多普勒效应，GNSS接收机实际接收到的卫星信号的载波频率一般不再等于卫星信号的标称载波频率，另一方面，由于GNSS接收机晶体振荡器的频率漂移(简称频漂)因素，由晶体振荡器元件所真正产生、综合出来的实际频率值也并不等于设计期望产生的标称频率，这两方面因素就导致GNSS接收机只能在一个载波频率不定区间范围内搜索卫星信号的载波频率值；类似地，一方面由于卫星到GNSS接收机的几何距离值未知，或者对该几何距离值的估算不精确，另一方面由于GNSS接收机时钟与卫星时钟存在偏差，这两方面因素也会导致GNSS接收机只能在一个码相位不定区间范围内搜索卫星信号的码相位；
如图2所示，如图接收机搜索算法相同，即每个搜索单元的大小相同，对每个搜索单元搜索所花的时间也相同，那么，若搜索载波频率值及码相位值的不定区间范围越大，则该搜索范围所包含的搜索单元数量就越多，GNSS接收机在所有这些搜索单元上完成卫星信号搜索的时间越长，这将影响GNSS接收机首次定位所需时间(TTFF)。
搜索载波频率值及码相位值的不定区间范围的大小，主要取决于GNSS接收机对自身时间、位置、速度、晶体振荡器等频漂元件的频漂等信息掌握的精确程度；若GNSS接收机对这些信息的掌握准确程度越高，则GNSS接收机就越能估算出被搜索、捕获卫星信号的载波频率和码相位这二维参数，也就是说，所估算出的作为搜索载波频率值及码相位值的不定区间范围就越小；那么在相同的硬件资源和算法软件条件的GNSS接收机情境下，GNSS接收机就能越快完成卫星信号的搜索，就越具有越短的TTFF，GNSS接收机的TTFF性能也将越好；
而在GNSS接收机的时间、位置、速度、频漂元件的频漂等信息的确定过程中，作为频漂元件(如频率源的晶体振振荡器，特别是温补晶体振振荡器TCXO)会存在随温度变化的频漂，由于频漂元件的频漂会随着温度变化，这就导致频漂元件的频漂信息的确定存在一定的难度；
因为晶体振荡器等频漂元件的频漂值所处环境的温度值之间存在一定的函数关系，因此一种常见的做法是在GNSS接收机中设置温度感应元件，通过温度感应元件感应频漂元件的相关温度，从而通过所测量的频漂元件的相关温度，基于预分析出的频漂模型(该频漂模型表示频漂元件的温度值及频漂值的函数关系)，实现晶体振荡器等频漂元件的频漂值的确定。
基于上述阐述，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中温度传感与记录、校频器设计、频漂确定和时间确定等技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
可选的，为实现本发明实施例提供的频漂及时间确定方法，本发明实施例需要预先构建出频漂模型，该频漂模型可以表示频漂元件的温度值及频漂值的函数关系；频漂元件如GNSS接收机中的TCXO(温补晶体振荡器)等晶体振荡器，也可能是RTC(实时时钟)；具体的，TCXO频漂模型和RTC频漂模型的构建过程可以如图3所示，参照图3，该构建过程可以包括：
步骤S10、在检测到一次GNSS定位时，解算TCXO频漂值和GNSS时间。
可选的，以频漂元件为晶体振荡器为例，在GNSS接收机的运行过程中，本发明实施例可以根据对至少对4颗卫星信号的测量值，经GNSS定位定速定时(PVT)算法，就可以求解出接收机的频率偏差值，以该频率偏差值线性反映相应的晶体振荡器的频漂值。同时，该PVT算法还获得了此定位时刻的GNSS时间。
此外，接收机还可以读取RTC、TCXO和温度传感硬件模块，获得相应于该定位时刻的RTC计数值、TCXO计数值和温度值。所有这些在一系列不同时刻的参量值，包括TCXO频漂值、GNSS时间、RTC计数值、TCXO计数值和温度值，是作为本专利所介绍的一些算法的已知输入值。
步骤S11、获取当前的TCXO计数值，RTC计数值和温度值。
步骤S12、对解算的TCXO频漂值、GNSS时间，及获取的当前的TCXO计数值，RTC计数值和温度值，进行数据质量检测。
步骤S13、如果数据质量检测未通过，等待下一次GNSS定位，返回步骤S10。
步骤S14、如果数据质量检测通过，数据参与到TCXO频漂模型的建立。
步骤S15、如果数据质量检测通过，通过校频器获得当前RTC的频漂。
步骤S16、结合当前RTC的频漂与上述数据，参与RTC频漂模型的建立。
在通过图3所示方法得到众多的数据对后，本发明实施例可实现频漂模型的构建，图4示出了频漂模型的构建方法，参照图4，该方法可以包括：
步骤S20、调取数据库，所述数据库记录有频漂元件多对的温度值及频漂值的数据对；
在本发明实施例中，数据库中记录有频漂元件多对的温度值及频漂值的数据对，各数据对中的温度值及频漂值通过测量时刻相对应关联；
在GNSS接收机的运行过程中，本发明实施例可不断的通过温度感应元件感应频漂元件的温度值，得到频漂元件依时间推移的多个温度值，并记录各个温度值及相应的测量时刻；
可选的，以频漂元件为晶体振荡器为例，在GNSS接收机的运行过程中，本发明实施例可以根据对至少对4颗卫星信号的测量值，经GNSS定位定速定时(PVT)算法，就可以求解出接收机的频率偏差值，以该频率偏差值线性反映相应的晶体振荡器的频漂值。同时，该PVT算法还获得了此定位时刻的GNSS时间。此外，接收机还可以读取RTC、TCXO和温度传感硬件模块，获得相应于该定位时刻的RTC计数值、TCXO计数值和温度值。所有这些在一系列不同时刻的参量值，包括TCXO频漂值、GNSS时间、RTC计数值、TCXO计数值和温度值，是作为本专利所介绍的一些算法的已知输入值。
在本发明实施例中，GNSS接收机运行时，一般通过一块内置的以电池供电的内存(BBRAM)来保存最新的时间、位置、速度、频率和卫星导航电文星历、历书等数据信息；
另一方面，在GNSS接收机冷启动，晶体振荡器在GNSS接收机启动前未工作，又还未实现定位，还未解算出晶体振荡器的频漂值的情况下，本发明实施例可通过GNSS接收机中设置的RTC(实时时钟)在GNSS接收机及晶体振荡器断电时，不断记录RTC计数值和相应的温度值，以此来推测和维持时间信息；
步骤S21、根据数据库中记录的多对的温度值及频漂值的数据对，确定各温度值相应的平均频漂值；
步骤S22、将各温度值相应的平均频漂值进行曲线逼近拟合处理，得到表示温度值及频漂值的函数关系式，以所述函数关系式表示频漂模型。
本发明实施例可根据数据库中的多对温度值及频漂值的数据对，计算各个温度值下的平均频漂值，以将对应于各个温度下的平均频漂值进行曲线逼近拟合处理，如此可产生频漂模型，如得到函数Y＝f(X)，其中X为温度值，Y为频漂值；
可选的，如果参加曲线逼近拟合的数据数量不够，那么说明频漂模型还没法建立完成；
值得注意的是，由于温度值及频漂值的数据对在数据库中不断的更新，频漂模型在不同时间是不一样的，但是差别是不大的，这是属于正常的现象；主要原因是，一是因为频漂模型随着数据的增加而变得越来越准确、可靠，二是石英晶体等构成的频漂元件存在着随着时间推移而老化的现象。
在接收机运行、定位的过程中，由于在不同GNSS时刻不断有新的频漂值被PVT算法解算出来，因而数据库和频漂模型也会相应地被不断更新，其循环更新的最高频率等于定位频率，比如每秒一次等。可选的，在频漂模型还没建立完成前，该循环更新的频率尽量以最高频率运转；当频漂模型建立完成后，该循环更新的频率可以降低，以降低芯片运算量和功耗。
可选的，对晶体振荡器频漂模型的建立，与对RTC频漂模型的建立会存在一些差异，主要的区别在于TCXO晶体振荡器是用来驱动对卫星信号的采样和计时，故接收机PVT算法能够计算出晶体振荡器的频漂，并作为建立晶体振荡器频漂模型的数据输入；然而，RTC并没有驱动对卫星信号的采样和计时，故用于建立RTC频漂模型的RTC频漂值并不能通过接收机PVT定位算法等方法获得，而是需要通过校频器参考晶体振荡器的频率才能间接获得。
下面以通过晶体振荡器实现频漂模型的建立为例，对通过晶体振荡器实现数据库建立更新的过程进行说明；相应的，频漂元件为TCXO等晶体振振荡器；
图5为本发明实施例提供的更新数据库的方法流程图，参照图5，该方法可以包括：
步骤S30、根据对至少4个卫星信号的测量值或PVT定位算法求解出GNSS接收机的频率偏差值，该值线性地反映着晶体振荡器的频漂值；
GNSS接收机通过对卫星信号的跟踪，获得对该卫星信号的伪距、多普勒等测量值，然后假如存在至少4颗卫星的测量值，那么接收机PVT软件就可根据这些卫星测量值求解出GNSS接收机的定位、定速值、时间偏差值和频率偏差值等；其中，时间偏差值可用来校正GNSS接收机的时钟，使其保持与GNSS时间的一致；而频率偏差值线性地反映着TCXO晶体振荡器的频漂值。
关于PVT定位算法，一般对于GNSS领域的人而言都知晓。
步骤S31、从频漂值中确定定位质量符合设定定位质量要求的频漂值；
为了确保定位结果和所建立的晶体振荡器的频漂模型的可靠性，只有当定位质量好到一定程度时，本发明实施例才认为频率偏差值等定位、定速结果准确可靠，才可作为输入应用于晶体振荡器频漂模型的建立；
因此，本发明实施例可设定定位质量要求，只有定位质量符合设定定位质量要求，那么此时作为定位结果一部分的频漂值才能被选取参与晶体振荡器频漂模型的建立；设定定位质量要求可以定量地根据卫星测量值数目、信号强度、精度因子(DOP)、定位结果的方差等参数、指标值的大小来决定。
步骤S32、当所确定的频漂值对应的测量时刻存在有效温度值时，提取所确定的频漂值相应的温度值，形成待处理的温度值及频漂值的数据对；
满足质量要求的频漂值能够被用于建立频漂模型的另一条件是，相应测量时刻的温度值有效，温度值可以通过温度传感器等温度感应元件获得。事实上，由于温度变化的缓慢性，假如接收机的定位时刻与温度测量时刻之间存在毫秒级甚至秒级的差异，那么这种差异不影响温度传感值的有效性。这样，当定位质量符合设定定位质量要求，并且相应测量时刻记录的温度值有效时，这一对被认为是相应于同一时刻的温度值及频漂值的数据对，就可参与晶体振荡器的频漂模型的建立或更新。
若一对温度值及频漂值数据不成立或者不满足条件，则我们可以放弃。因为定位解算及其结果通常每秒钟运行、产生一次，所以我们通常有足够的时间和机会收集足够的温度-频漂值数据对和建立一套稳定可靠的晶体振荡器频漂模型。
步骤S33、将所述待处理的温度值及频漂值的数据对加入数据库，所述数据库记录有多对的温度值及频漂值的数据对，一个温度值对应有多个频漂值。
另一方面，在经过步骤S32确定待处理的温度值及频漂值的数据对后，本发明实施例还可利用数据库中历史保存的温度值及频漂值的数据对，或者历史建立的晶体振振荡器的频漂模型，对步骤S32确定的待处理的温度值及频漂值的数据对进行一致性的验证；
由于温度值的测量误差，加上包含频漂值在内的定位解算结果误差，因而一个数值有效的温度值及频漂值的数据对有可能误差较大，质量不好，应该被丢弃。检验一个温度值及频漂值的数据对的一致性，一般可检验其与保持在GNSS接收机内存中的历史的数据对信息，或者已经建立起来的晶体振振荡器的频漂模型的一致性实现；
比如保存对应于每一个温度下的频漂平均值和方差为σ2，那么本发明实施例可以比较当前频漂值是否在当前温度值相应的频漂平均值和方差的预设变动范围内(如当前频漂值是否在当前温度值相应的频漂平均值和方差，上下的几个σ范围之内)，若是，则认为待处理的温度值及频漂值的数据对的一致性验证通过，若否，则认为待处理的温度值及频漂值的数据对的一致性验证不通过；
若当前频漂值与历史的数据对信息相一致，则待处理的温度值及频漂值的数据对可被保存起来，加入数据库中，并在后续有新的数据对时验证新的数据对的一致性，比如重新计算在该温度值下的频漂平均值和方差σ2；
显然，如果GNSS接收机没有历史的温度值及频漂值的数据对，则当前待处理的温度值及频漂值的数据对可加入数据库中，以建立数据库。
相应的，基于图5方法更新数据库后，本发明实施例可根据数据库中多对的温度值及频漂值的数据对，确定各温度值相应的平均频漂值；将各温度值相应的平均频漂值进行曲线逼近拟合处理，得到表示温度值及频漂值的函数关系式，以所述函数关系式表示基于晶体振荡器的频漂模型。
可选的，在频漂模型建立完成后，数据库和频漂模型循环更新的频率可以降低，同时对于新确定的温度值及频漂值的数据对的一致性的检测、验证的标准，可以相应提高。
相应的，每获取到当前的计数值，温度值和频漂值等数据后，本发明实施例可用这些数据进行模型的建立或更新；图6示出了相应的更新示意图，参照图6，该过程可以包括：
步骤S40、输入当前的计数值、温度值和频漂值等数据。
步骤S41、检测数据有效性。
步骤S42、如果数据有效性检测未通过，放弃数据。
步骤S43、如果数据有效性检测通过，保存数据，并利用数据建立或更新频漂模型。
基于上述建立的频漂模型，本发明实施例可实现频漂确定，图7为本发明实施例提供的频漂确定方法的流程图，该方法可应用于GNSS接收机的系统级芯片中，具有数据处理能力的微处理器中(微处理如系统级芯片中的嵌入式计算机等)；在本发明实施例中，GNSS接收机中可设置温度感应元件(如温度传感器)，由该温度感应元件感应频漂元件相关的温度值，该温度感应元件可受温度传感控制器控制进行工作；而该温度传感控制器可与所述微处理器通信，受所述微处理器的控制；
参照图7，本发明实施例提供的频漂确定方法可以包括：
步骤S50、获取频漂元件当前的相关温度值。
在本发明实施例中，频漂元件如GNSS接收机中的TCXO(温补晶体振荡器)等晶体振荡器，也可能是RTC(实时时钟)；
以频漂元件为晶体振荡器为说明，在现有技术中，GNSS接收机可能由于刚启动、中途丢失信号等各种原因而没能定位时，其晶体振荡器的频漂值，及时间偏差等信息就不可能被解算出来；然而此时GNSS接收机正需要这些信息，来实现卫星信号捕获或者重捕，因此现有技术就存在一个卫星信号捕获或者重捕的滞后过程；而本发明实施例则可利用预先分析的频漂模型，在GNSS接收机刚启动、中途丢失信号等情况下，推算出晶体振荡器的频漂值，甚至是当前的时间值；
以频漂元件为RTC为说明，现有技术中由于系统级芯片及其温补晶体振荡器(TCXO)断电关掉后，GNSS的时间信息将没有器件维持，TCXO的频漂状况由于没有定位解算而失去控制，这就导致接收机在下次供电启动后，由于缺乏对频率和时间信息的准确掌握，影响对信号搜索、捕获的快速完成。；而本发明实施例可在系统级芯片及其TCXO断电关掉后，采用RTC维持时间计数，而用温度传感与记录仪按一定间隔记录一系列RTC计数值及其相应的温度值；在接收机通电启动后，根据预先已经建立的RTC温度-频漂模型和一系列记录的温度值，我们可以推算出在各个计数时刻的RTC频漂值，接着进一步推算出至当前RTC计数时刻的GNSS时间值。值得注意的是，在系统级芯片及其TCXO工作期间，可采用一块以电池供电的内存(BBRAM)来保存最新的时间、位置、速度、频率和卫星导航电文星历、历书以及温度传感记录等数据信息；
可选的，在本发明实施例中，频漂元件当前的相关温度值可以通过，设置于频漂元件附近的温度感应元件感应得到，温度感应元件可感应频漂元件当前有效的相关温度值。应当说明的是，由于温度感应器件与RTC和TCXO之间存在一定物理距离，因此温度感应器件测量得到的温度不一定等于RTC和TCXO的温度，两者之间存在测量误差和温度传导延时。然而，一方面，即使存在测量误差和延时，这种温度感应和记录能显著提高接收机对频漂和时间的掌握准确程度；另一方面，我们应该尽量让温度传感元件在距离上靠近RTC和TCXO；
可选的，温度感应元件感应相关温度值后，可由温度传感控制器存储在存储器件中，而微处理器在需要进行频漂确定时，可接管所述存储器件的控制权限，从所述存储器件中读取出频漂元件当前的相关温度值，频漂元件当前的相关温度值可以是存储器件中存储的当前时刻相应的相关温度值；
存储在存储器件中的数据，除了温度值以外，还需要传感每个温度时的时间信息，比如是RTC计数值，即一系列RTC计数值和温度值数据对被记录到存储器件中。为了减少被存储的数据量，节省所需的存储器件空间，另一种做法是无需记录与温度值相应的RTC计数值，而是根据微处理器对温度感应元件的控制设置，即进行首个温度传感的RTC计数值k0和相邻两个温度传感的时间间隔(也以RTC计数值为计时单位的)Δk，那么我们就可以推算出各个按顺序记录的各个温度值所对应的RTC计数，即第i(i＝0,1,2,…)个温度值所对应的RTC计数值ki为
ki＝k0+i*Δk
可选的，本发明实施例也不排除在温度感应元件，或者，温度传感控制器可与微处理器直接进行数据交互的情境下，由微处理器直接从温度感应元件，或者，温度传感控制器处获取频漂元件当前的相关温度值的情况；
可选的，温度感应元件可以是在微处理器的片内感应该相关温度值(相应的，温度感应元件可以是设置在系统级芯片内)，也可能是在片外感应该相关温度值(相应的，温度感应元件可以是设置在系统级芯片外部)。
步骤S51、调取预分析的频漂模型，所述频漂模型表示有频漂元件的温度值及频漂值的函数关系。
步骤S52、根据所述频漂模型及所述当前的相关温度值，确定频漂元件当前的频漂值。
可选的，本发明实施例可将所述当前的相关温度值，代入所述频漂模型表示的函数关系中，从而通过计算处理，得出频漂元件当前的频漂值；
如频漂模型表示的是频漂元件的温度值及频漂值的函数关系，且函数关系式如Y＝f(X)，其中，X为频漂元件的相关温度值，Y为频漂元件的频漂值，则通过本发明实施例提供的频漂确定方法所确定的频漂元件的频漂值，可以为f(X)。
本发明实施例提供的频漂确定方法包括：获取频漂元件当前的相关温度值；调取预分析的频漂模型，所述频漂模型表示有频漂元件的温度值及频漂值的函数关系；根据所述频漂模型及所述当前的相关温度值，确定频漂元件当前的频漂值。可以看出，本发明实施例提供的频漂确定方法，可基于预分析的频漂模型，及所获取的频漂元件当前的相关温度值，实现频漂元件当前的频漂值的准确确定，使得GNSS接收机能够对自身频漂元件的频漂信息进行精准的掌握，能够减小搜索载波频率值的不定区间。
进一步，根据各个RTC计数值-频漂数据对，我们可以推导出相应的一系列时间段值，然后推导出当前(即对应于最后一个RTC计数值)的GNSS时间。例如，假设RTC计数值-频漂数据对记为(ci,δfi)，i＝1,2…,N，那么第i-1个至第i个RTC计数值-频漂数据对之间的计数值变化量Δci为
Δci＝ci-ci-1
而该时段内的平均频漂值Δfi可估计为
Δfi＝(δfi-1+δfi)/2
假如RTC的标称频率为fnom，那么上述时段的时间长Δti为
Δti＝Δci/(fnom+Δfi)
再假设对应着计数值c0的GNSS时间值为t0，并且c0、δf0、t0值均保存在BBRAM上，在这儿是已知的，那么当前即对应着最后一个计数值kN的GNSS时间tN为
tN＝t0+(Δt1+Δt2+Δt3+…+ΔtN-1+ΔtN)
这一时间推算法同样适用于TCXO，即给出TCXO的一系列计数值和频漂数据对，我们可从对应着第0个TCXO数据对的GNSS时间出发，类似地推导出当前(即对应着最后一对数据)时刻的GNSS时间。有了对当前时间的估算值，我们可以根据卫星历书或星历估算出卫星的位置与速度估算值。假设由于对时间、接收机位置、卫星位置等各方面的综合估算精度，反映在对卫星信号码相位的估算精度上，高于(比如对GPS和北斗信号来讲)一毫秒，那么接收机对该卫星信号不用进行全码片搜索，而是在一个较小的码相位范围内搜索信号的伪码，也就是说，减小了搜索码相位的不定区间。
下面以晶体振荡器为TCXO，利用TCXO频漂模型推测TCXO的当前频漂值的方法进行介绍，该方法可如图8所示，包括：
步骤S60、获取TCXO当前的相关温度值；
在得到TCXO频漂模型后，本发明实施例还需要必要的温度测量值，来实现TCXO当前频漂值的确定；即如需要推算出TCXO当前的频漂值，则需要TCXO当前有效的温度值；
对于当前GNSS时间的推算，我们既可以根据一系列的TCXO频漂值进行推算，也可以根据一系列的RTC频漂值进行。一般地，因为TCXO的频率稳定性比RTC高很多，所以如果对于需要推算的一段时间内TCXO是通电维持运行的，则我们就应该有一系列的TCXO频漂值和TCXO计数值数据对，我们就可以根据TCXO的数据对进行对当前时间的推算，以获取准确度高很多的时间推算值；反之，比如在冷启动前，TCXO是被关掉不工作的，而RTC是由于电池供电而继续运行，即在通电冷启动后，只有RTC的计数值连续有效，而TCXO的计数值在通电后被重置，该计数值不再与断电前的计数值具有连续性，因此在这种情况下，我们只能依据RTC的数据进行对当前时间的推算。
而若需要推算出TCXO当前的时间值，则需要更多的数据信息，至少包括保存在接收机(比如RAM、BBRAM)上的上一时刻频漂值和相应的GNSS时间，以及上一时刻至当前时刻这一时段内足够多记录的有效温度值。
步骤S61、调取TCXO频漂模型，所述TCXO频漂模型表示有TCXO的温度值及频漂值的函数关系；
步骤S62、根据所述TCXO频漂模型及所述当前的相关温度值，确定TCXO当前的频漂值。
在得到TCXO当前的相关温度值后，本发明实施例可将TCXO当前的相关温度值带入，TCXO频漂模型对应的表示温度值及频漂值的函数关系，从而以该函数关系计算得到当前的相关温度值相应的频漂值，实现TCXO当前的频漂值的确定；
假如TCXO的温度值及频漂值的函数关系为Y＝f(X)，其中X为温度值，Y为频漂值，则若当前有效的温度值为x时，则所推测的当前TCXO频漂值为f(X)。
可选的，在推测出频漂值f(x)的同时，GNSS接收机还可以相应地给出所推测的频漂值的误差可能性，或不定值，比如根据TCXO频漂模型成熟度、根据对所感应温度值精度的事前测定，以及在GNSS接收机定位时对TCXO频漂预测值准确度的实时反馈等，给出所推测的频漂值的误差可能性。
在得到晶体振荡器当前的频漂值后，本发明实施例可推算出晶体振荡器当前的时间值；具体的，本发明实施例可获取频漂元件当前的计数值；根据上一次频漂元件的计数值和相应的GNSS时间值，推算出当前的GNSS时间值。
其具体实现过程可以如图9所示，包括：
步骤S70、获取至今所记录的晶体振荡器一系列的计数值与温度值，一个晶体振荡器的计数值对应一个温度值；
至今所记录的温度值可以是某一历史时间至今的每个测量时刻，有效测量得到的晶体振荡器的相关温度值；晶体振荡器的计数值可以是每个测量时刻，晶体振荡器的计数器相应的计数值，如各测量时刻，TCXO计数器的计数值，而晶体振荡器的计数值与温度值通过测量时刻相关联。
步骤S71、根据频漂模型，确定各温度值相应的频漂值；
步骤S72、根据标称频率，及各温度值相应的频漂值，确定各温度值相应的各个测量时刻的频率值；及确定各测量时刻相应的计数值间隔；
对于某一测量时刻，其相应的TCXO计数器值间隔的确定方式可以为：将该测量时刻的TCXO计数值，减去上一测量时刻的TCXO计数值；如以TCXO计数器值为ci表示，则i时刻相应的TCXO计数器值间隔Δci＝ci-c(i-1)。
步骤S73、根据各个测量时刻的频率值，及各测量时刻相应的计数器值间隔，确定各计数值间隔相应的时间间隔；
步骤S74、将上一次有效的计数器值和相应的GNSS时间值数据对为起点，对各计数值间隔相应的时间间隔作加和处理，得到当前GNSS时间值。
可选的，本发明实施例可记录频漂元件的一次计数值与对应GNSS时间的对应关系，及频漂元件在此后的一系列频漂值和计数值数据对，由此推算出当前计数值所对应的GNSS时间值；具体的，本发明实施例可根据卫星信号测量值，在确定GNSS接收机的频率偏差值的同时记录当时相应的GNSS时间值；形成计数值及相应GNSS时间值数据对；在获取频漂元件当前的相关温度值及其所推算的频漂值的同时，获取当前的频漂元件的计数值，形成频漂元件的计数值和频漂值数据对；随后形成的有效的频漂元件计数值与相应GNSS时间值数据对，可替代前面形成的频漂元件计数值与相应GNSS时间值数据对；在需要推算某一时刻的GNSS时间值时，可获取当时的频漂元件计数值，根据该频漂元件的在过去一段时间内的一系列频漂值和计数值数据对，可推算出对应于当时频漂元件计数值的GNSS时间值。
可见，本发明实施例可实现TXCO频漂及GNSS时间的确定，确定流程可以如图10所示，图10所示具体实现可参照上述相应部分的描述
可选的，在推测TCXO的当前时间值时，假设至今所记录的TCXO一系列的计数值与温度值表示为(ci，xi)i＝0,1,2,…,N，N对应当前时刻；
则TCXO计数器值为ci时的温度值为xi；如果GNSS接收机保持着TCXO计数器值为c0时的GNSS时间值t0，则本发明实施例可以根据频漂模型计算出各个温度值xi处相应的频漂值Δfi＝f(xi)，以及计算出相邻两个温度值的测量时刻之间的TCXO计数值间隔为Δci＝ci-c(i-1)；
那么根据TCXO的标称频率fn，本发明实施例可推测在各个测量时刻的频率值为fi＝fn+Δfi，以及计数器值间隔Δci相应的时间间隔Δti为Δti＝Δci/fi；基于此，所推测出的TCXO当前时间值tN为，tN＝t0+Δt1+Δt2…+ΔtN。
可选的，在推测出TCXO当前时间值tN的同时，GNSS接收机还可以相应地给出该时间推测值的误差或者不定值，比如对频漂不定值进行时间积分，得到最坏情况下的时间预测值的不定值等。
本发明实施例可在由于建筑物阻挡等原因，GNSS接收机出现丢失信号而不能定位的情况下，解决现有GNSS接收机的导航软件不再能计算出TCXO的频漂值和时间误差的问题，在这段不能定位期间下，实现频漂值的推测，相应的对TCXO频漂积分也就推测出时间误差。
然而，在GNSS接收机冷启动等情形下，TCXO等晶体振荡器在接收机启动前根本没上电、不工作，那么基于TCXO时钟的计数值就不再有效，也就无法实现频漂值和时间值的计算；基于此情况，针对射频基带一体化的GNSS接收机系统级芯片，本发明实施例考虑依靠在GNSS接收机关机后仍由电池供电工作的RTC(实时时钟)维持时间信息；从而在GNSS接收机通电启动，GNSS接收机就可以根据断电时RTC的温度记录数据，较准确地推测出启动后的时间和时间不定值大小；相应的，频漂元件可以为RTC；
为节省成本和空间，本发明实施例采用一套温度传感记录系统及其所记录的同一套温度数据，来代表TCXO的记录温度，及RTC的记录温度；即采用设置于TCXO的附近的温度感应元件所感应的温度值，同时表示TCXO的温度值及RTC的温度值；
因此，本发明实施例所指的频漂元件当前的相关温度值，是一个温度感应元件感应得到温度值，该温度值认为既是TCXO的温度值，也是RTC的温度值，虽然这两者其实可能由于物理上的距离和温度传导延时等原因而存在差异，但是这种差异是微小的，或者说是我们的温度-频漂模型可以承受的；
值得注意的是，采用一套温度传感记录系统及其所记录的同一套温度数据，来代表TCXO的记录温度，及RTC的记录温度可能存在误差：如由于TCXO和RTC各自的物理位置不同，温度传感器测量到的温度会与TCXO和RTC的实际温度之间存在差异；同时，TCXO或者RTC的温度变化传导到温度传感器那里会有时间延迟；然而，经过实际测试，这些误差是可以容忍的。
实践表明，有了温度传感数据的记录，以及频漂模型的定义，本发明实施例可以有效地估计出GNSS的频漂情况，有效地推算出当前的时间值，这一推算远比没有任何温度传感记录情况下的推算要精确很多；
基于RTC实现的频漂和时间预测算法，与基于TCXO的频漂和时间预测算法一样，可相互参照；值得说明的是，建立RTC的频漂模型与建立TCXO的频漂模型会存在一些差异，主要的区别在于TCXO可驱动对卫星信号的采样和计时，故卫星定位算法能够计算出TCXO的时间偏差和频漂，然而RTC并没有驱动对卫星信号的采样和计时，故RTC真实的频漂不能通过卫星定位算法等方法获得；
基于此，在基于RTC建立频漂模型时，加入数据库的数据对中所需要使用到的频漂值的获得方式可如下所示，同时，图8示出了RTC的频漂值的获得所需的结构架构，结合图11所示，在基于RTC建立频漂模型时，所需要使用到的频漂值的获得过程可以如下：
将RTC频率信号与晶体振荡器(如TCXO)的频率信号输入到校频器；
RTC频率信号可通过输入选择器的RTC频率信号，及辅助GNSS的参考频率信号，由选择器选择得出。
得到校频器输出的RTC频率信号与晶体振荡器的频率信号的频率比率值，根据所述频率比率值确定RTC的频漂值。
可选的，本发明实施例可从RTC所维持的时间信息中，确定与所确定的频漂值相应的测量时刻，从而将温度感应元件在该测量时刻感应的RTC温度值(相关温度值的一种形式)与该频漂值相关联，形成数据对；将该数据对加入数据库中，进而通过数据库中记录的多对的温度值及频漂值的数据对，实现RTC的频漂模型的确定；
具体的，本发明实施例在得到确定出频漂值后，可从RTC所维持的时间信息中，确定与该频漂值相应的测量时刻；进而提取该测量时刻相应的有效的温度值，将该温度值与频漂值相关联，形成待处理的温度值及频漂值的数据对；将所述待处理的温度值及频漂值的数据对加入所述数据库，所述数据库记录有多对的温度值及频漂值的数据对，一个温度值对应有多个频漂值。
可选的，校频器的一种工作原理是计数其两个输入信号(如信号A和B)在设定的同一个时间段内的时钟数目，那么所相应输出的两计数值的比率值就等于两个输入信号的频率值；
这个时间段只要长到一定程度，使得对输入信号A和B的两计数器值大一个或小一个，已经不再影响它们的比率值大小；或者是再在检测到两信号的时沿大致对齐的情况下开始和结束计数；
在本发明实施例中，图11所示校频机制除了用于测定RTC与TCXO等晶体振荡器两频率之间的比率值以外，还可用来授频，即当外界的辅助GNSS的参考频率信号与TCXO频率信号一起作为输入时，接收机就可以获得参考频率与TCXO频率之间的比率值，如此获得在未能定位情形下的TCXO频率的真实正确值。
可以看出，本发明实施例为了提高GNSS接收机的信号捕获速度和TTFF性能，或者更根本地讲，为了减小GNSS接收机启动时的三维信号搜索区间，本发明实施例的GNSS接收机在设计上采用了多种技术与措施，以使得GNSS接收机尽可能准确地掌握时间、位置、速度和频率等信息；
优选的，图12示出了GNSS接收机射频基带一体化的系统级芯片(SOC)中的综合技术措施示意图；一块以电池供电的内存(BBRAM)来保存最新的时间、位置、速度、频率和卫星导航电文星历、历书等数据信息；实时时钟(RTC)可以在系统级芯片及其温补晶体振荡器(TCXO)断电关掉后维持时间信息；而在微处理器(MCU)里运行的算法软件将辅助GNSS(AGNSS)、BBRAM所保存的数据信息、RTC读数、TCXO读数、温度传感记录等数据信息综合起来，最优地估算出对卫星信号的三维搜索区间；由于TCXO和RTC的频率会随着温度变化而漂移，因此，为了更好地掌握时间和频率信息，更准确地利用TCXO和RTC读数，本发明实施例需要利用温度传感器，测量、记录TCXO和RTC附近的温度变化情况，从而根据TCXO和RTC的频率与温度之间关系的频漂模型，预测在GNSS接收机重启动或重捕时的频率和时间值。
本发明实施例提供的频漂和时间确定方法可基于预分析的频漂模型，及所获取的频漂元件当前的相关温度值，实现频漂元件当前的频漂值的准确确定；同时根据上一次频漂元件的计数值和相应的GNSS时间值，推算出当前的GNSS时间值，使得GNSS接收机能够对自身频漂元件的频漂及时间信息进行精准的掌握，为减小搜索载波频率值及码相位值所用的不定区间范围的大小，减小GNSS接收机的首次定位所需时间提供可能。
下面对本发明实施例提供的GNSS接收机进行介绍，下文描述的GNSS接收机可与上文描述的频漂方法相互对应参照。
图13为本发明实施例提供的GNSS接收机的结构框图，参照图13，该GNSS接收机可以包括：系统级芯片10，温度感应元件20，频漂元件30；其中，系统级芯片10中设置有嵌入式计算机11，外设总线接口12，温度传感控制器13，及可读写存储器14；
嵌入式计算机11通过外设总线接口12，与温度传感控制器13及可读写存储器14通信；
温度感应元件20用于感应频漂元件30的相关温度值；
温度传感控制器13用于受嵌入式计算机11的控制，控制温度感应元件20的工作状态；
可读写存储器14用于存储温度感应元件20所感应的频漂元件的相关温度值；
嵌入式计算机11可用于，确定频漂元件当前的频漂值，及当前的GNSS时间值；
其中，确定频漂元件当前的频漂值的过程包括：获取频漂元件当前的相关温度值；所述相关温度值由温度感应元件感应得到；调取预分析的频漂模型，所述频漂模型表示有频漂元件的温度值及频漂值的函数关系；根据所述频漂模型及所述当前的相关温度值，确定频漂元件当前的频漂值；
确定当前的GNSS时间值的过程包括：获取频漂元件当前的计数值；根据上一次频漂元件的计数值和相应的GNSS时间值，推算出当前的GNSS时间值。。
可选的，嵌入式计算机还可用于频漂模型的建立、当前时间值的确定等；具体过程可以参照上文相应部分描述。
可选的，图14示出了GNSS接收机的另一结构框图，在图14所示中，温度感应元件20包括：设置于系统级芯片10中的片内温度传感器21、及设置于系统级芯片10外的片外温度传感器22。
在本发明实施例中，嵌入式计算机作为整个系统的控制中心，通过APB接口等外设总线接口向温度传感控制器输送控制命令及读取相关状态，并可接管温度传感控制器对可读写存储器的读写控制，即嵌入式计算机可通过外设总线接口向读取存储在存储器中的温度数据；
外设总线接口负责传递嵌入式计算机向温度传感控制器发送的命令及温度传感控制器向嵌入式计算机传递的状态信息及在嵌入式计算机与存储器间进行数据交换；
存储器存储温度传感控制器定时读取的片内或片外温度传感器的温度数据及响应嵌入式计算机对存储器的读写请求；
温度传感控制器接收嵌入式计算机的控制命令，经过译码后产生相应的控制信号，以控制片内、片外温度传感器的选择，定时读取片内、片外温度传感器的温度数据，将温度数据存储到存储器中；在嵌入式计算机需要控制存储器的读写时，交出存储器的读写控制权给嵌入式计算机；
片内温度传感器被集成于系统级芯片上，并放置在靠近晶体振荡器附近，以感受系统级芯片及晶体振荡器的温度变化；同时，将芯片环境温度转换为数字信号，传递给温度传感控制器，以确定芯片温度造成的时钟频率偏移；
片外温度传感器感受系统级芯片外环境的温度，放置在靠近晶体振荡器附近；将片外环境温度转换为数字信号，通过I2C协议把温度数据或状态信息传递给温度传感控制器，以确定环境温度造成的时钟频率偏移。
进一步，本发明实施例还可设置片外计算机，片外计算机通过UART协议跟嵌入式计算机通信，完成数据的交换及命令的传递、状态的读取；本发明实施例还可设置RTC，以在GNSS接收机关机后维持时间信息；
在本发明实施例中，温度记录的工作原理如下：上电后嵌入式计算机启动与片外计算机的通信，接收片外计算机的控制命令并完成与片外计算机的数据交换；控制命令包括：片内或片外温度传感器的工作模式选择，温度传感器的数据读取的定时时间，片外温度传感器的工作模式及参数配置，嵌入式计算机对存储器的直接控制管理等；
嵌入式计算机接收到这些命令后通过APB接口等外设总线接口，将命令传递到温度传感控制器，由温度传感控制器完成命令的译码，并产生相应的控制信号及执行动作：若选择感应片内温度，则启动片内温度传感器工作；若选择感应片外环境温度，则对片外温度传感器进行相应的工作模式及参数配置并启动片外温度传感器工作；温度传感控制器定时读取片内或片外温度传感器的温度数据并将数据存储到存储器中；
在嵌入式计算机需要直接访问存储器时，温度传感控制器交出对存储器的控制权，由嵌入式计算机直接访问存储器，读取存储器中的温度数据；在嵌入式计算机完成对存储器的直接控制后，温度传感控制器接管对存储器的控制权；
而片内温度传感器接收到温度传感控制器的启动命令后，开始测量芯片内的晶体振荡器的温度(该温度也可作为RTC的温度，以在建立RTC频漂模型时使用)，并将温度转换为数字信号，由温度传感控制器来定时读取；
片外温度传感器在接收到温度传感器的工作模式及参数配置命令后，根据相应的工作模式和参数，开始测量芯片外的晶体振荡器的温度(该温度也可作为RTC的温度，以在建立RTC频漂模型时使用)，并将温度转换为数字信号，由温度传感控制器通过I2C接口来定时读取；
本发明实施例针对但不限于将射频模拟电路和基带数字电路集成在一起的SoC接收机芯片本发明实施例给出了片内温度传感和片外温度传感的两套方案，其中片外温度传感器更可以放置在TCXO附近，能更准确、更及时地反映TCXO的真实温度，但此方案较适合成本和尺寸不太计较的板卡等设备应用上；而片内温度传感器方案可以减少系统的外围器件和接口资源，更有利于节省成本、系统设计更简单。
更进一步，本发明实施例对于片内温度传感方案，也给出了数字温度传感和模拟温度传感两种设计；
数字温度传感器的框图如图15所示，数字温度传感器由包括温度传感器41、模数转化器ADC42、数字滤波电路43、并行输出转换电路44和控制逻辑电路45等；其中，温度传感器设置于系统级芯片外，模数转化器ADC、数字滤波电路、并行输出转换电路和控制逻辑电路等设置于系统级芯片内；
具体的，片外的温度传感器感应晶体振荡器的温度，并将其传送至模数转换器ADC；模数转换器ADC将模拟温度值转换为1位宽的数字码流，输送至数字滤波电路；经过数字滤波电路的降采样滤波处理及并行输出转换电路，将1位宽的数字码流转换为16位/12位宽的并行温度数据；控制逻辑电路完成定时、产生各个电路模块工作所需的时钟、复位及控制信号以控制各个电路模块的工作和关闭状态。
模拟温度传感器的框图如图16所示，模拟温度传感器由设置于系统级芯片内的温度传感器51、模数转换器ADC52、数字滤波电路53、并行输出转换电路54和控制逻辑电路55等组成；
片内的温度传感器在接收到控制逻辑电路发出的开始监测晶体振荡器温度的信号后，立即开始监测并感应晶体振荡器的温度，并将该模拟温度值传送给模数转换器ADC；模数转换器ADC在接收到控制逻辑电路的开始转换命令后，将模拟温度值转换为1位宽的数字码流，输送至数字滤波电路；控制逻辑电路产生控制信号使数字滤波电路工作，对1位宽的温度数字码流进行降采样滤波等处理，将1位宽的数字码流转换为16位/12位宽的温度数据，并送至并行输出转换电路；并行输出转换电路在控制逻辑电路的控制下输出产生的16位/12位温度数据；控制逻辑电路同时完成定时、产生各个电路模块工作所需的时钟、复位及时序控制信号以控制各个电路模块的工作时序和状态。
数字温度传感器和模拟温度传感器的区别主要在于数字温度传感器需要外接温度感应元件，片内的电路主要功能是将其所感应的温度转换为数字码流并进行数字处理；而模拟温度传感器的温度感应集成在芯片上，为模拟感应器件；在后续的模数转换及相应的滤波处理上两者是相同的。模拟温度传感器的片外器件和接口是最少的，为最节省成本的方案。
上述数字和模拟温度传感器的实现方式仅为可选实现方式，本发明实施例并不排除其余采用其他模数转换器实现的温度传感器的方案。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
专业人员还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以直接用硬件、处理器执行的软件模块，或者二者的结合来实施。软件模块可以置于随机存储器(RAM)、内存、只读存储器(ROM)、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种频漂和时间确定方法，其特征在于，包括：
确定频漂元件当前的频漂值，及当前的GNSS时间值；
其中，确定频漂元件当前的频漂值的过程包括：获取频漂元件当前的相关温度值；所述相关温度值由温度感应元件感应得到；调取预分析的频漂模型，所述频漂模型表示有频漂元件的温度值及频漂值的函数关系；根据所述频漂模型及所述当前的相关温度值，确定频漂元件当前的频漂值；
确定当前的GNSS时间值的过程包括：获取频漂元件当前的计数值；根据上一次频漂元件的计数值和相应的GNSS时间值，推算出当前的GNSS时间值。
2.根据权利要求1所述的频漂和时间确定方法，其特征在于，所述方法还包括：
调取数据库，所述数据库记录有频漂元件多对的温度值及频漂值的数据对；
根据数据库中记录的多对的温度值及频漂值的数据对，确定各温度值相应的平均频漂值；
将各温度值相应的平均频漂值进行曲线逼近拟合处理，得到表示温度值及频漂值的函数关系式，以所述函数关系式表示频漂模型。
3.根据权利要求2所述的频漂和时间确定方法，其特征在于，所述频漂元件为晶体振荡器，所述频漂模型为晶体振荡器的频漂模型；所述方法还包括：
根据卫星信号测量值，确定GNSS接收机的频率偏差值，以所述频率偏差值线性反映晶体振荡器相应的频漂值；
从频漂值中确定定位质量符合设定定位质量要求的频漂值；
当所确定的频漂值对应的测量时刻存在有效温度值时，提取所确定的频漂值相应的温度值，形成待处理的温度值及频漂值的数据对；
将所述待处理的温度值及频漂值的数据对加入所述数据库，所述数据库记录有多对的温度值及频漂值的数据对，一个温度值对应有多个频漂值。
4.根据权利要3所述的频漂和时间确定方法，其特征在于，所述将所述待处理的温度值及频漂值的数据对加入所述数据库之前，还包括：
利用数据库中历史保存的温度值及频漂值的数据对，或者历史建立的晶体振荡器的频漂模型，对所述待处理的温度值及频漂值的数据对进行一致性的验证；
所述将所述待处理的温度值及频漂值的数据对加入所述数据库包括：
在验证通过后，将所述待处理的温度值及频漂值的数据对加入所述数据库。
5.根据权利要求3所述的频漂和时间确定方法，其特征在于，所述获取频漂元件当前的计数值包括：
获取至今所记录的晶体振荡器一系列的计数值与温度值，一个晶体振荡器的计数值对应一个温度值；
所述根据上一次频漂元件的计数值和相应的GNSS时间值，推算出当前的GNSS时间值包括：
根据所述频漂模型，确定各温度值相应的频漂值；
根据标称频率，及各温度值相应的频漂值，确定各温度值相应的各个测量时刻的频率值；及确定各测量时刻相应的计数值间隔；
根据各个测量时刻的频率值，及各测量时刻相应的计数器值间隔，确定各计数值间隔相应的时间间隔；
将上一次有效的计数器值和相应的GNSS时间值数据对为起点，对各计数值间隔相应的时间间隔作加和处理，得到当前GNSS时间值。
6.根据权利要2所述的频漂和时间确定方法，其特征在于，所述频漂元件为实时时钟RTC，所述频漂模型为RTC的频漂模型；所述RTC在GNSS接收机关机后，由电池供电以维持RTC和温度传感器运行，记录一系列温度和RTC计数值，从而推算出维持时间信息；所述方法还包括：
将RTC频率信号与晶体振荡器的频率信号输入到校频器；
获取校频器输出的RTC频率信号与晶体振荡器的频率信号的频率比率值，根据所述频率比率值和通过GNSS定位所获得已知的晶体振荡器频率值确定相对于RTC标称频率的频漂值；
从RTC所维持的时间信息中，确定与该频漂值相应的测量时刻；
提取该测量时刻相应的有效的温度值，将该温度值与频漂值相关联，形成待处理的温度值及频漂值的数据对；
将该待处理的温度值及频漂值的数据对加入所述数据库，所述数据库记录有多对的温度值及频漂值的数据对，一个温度值对应有多个频漂值。
7.一种GNSS接收机，其特征在于，包括：系统级芯片，温度感应元件，频漂元件；其中，系统级芯片中设置有嵌入式计算机，外设总线接口，温度传感控制器，及可读写存储器；嵌入式计算机通过外设总线接口，与温度传感控制器及可读写存储器通信；
所述温度感应元件用于感应频漂元件的相关温度值；
所述温度传感控制器用于受嵌入式计算机的控制，控制温度感应元件的工作状态；
所述可读写存储器用于存储温度感应元件所感应的频漂元件的相关温度值和相应的RTC计数值；
所述嵌入式计算机用于，确定频漂元件当前的频漂值，及当前的GNSS时间值；
其中，确定频漂元件当前的频漂值的过程包括：获取频漂元件当前的相关温度值；所述相关温度值由温度感应元件感应得到；调取预分析的频漂模型，所述频漂模型表示有频漂元件的温度值及频漂值的函数关系；根据所述频漂模型及所述当前的相关温度值，确定频漂元件当前的频漂值；
确定当前的GNSS时间值的过程包括：获取频漂元件当前的计数值；根据上一次频漂元件的计数值和相应的GNSS时间值，推算出当前的GNSS时间值。
8.根据权利要求7所述的GNSS接收机，其特征在于，所述温度感应元件包括：设置于所述系统级芯片中的片内温度传感器、及设置于所述系统级芯片外的片外温度传感器；
所述GNSS接收机还包括：片外计算机，实时时钟RTC。
9.根据权利要求7所述的GNSS接收机，其特征在于，所述温度感应元件为数字温度传感器；所述数字温度传感器包括：温度传感器、模数转化器ADC、数字滤波电路、并行输出转换电路和控制逻辑电路；所述温度传感器设置于系统级芯片外，所述模数转化器ADC、数字滤波电路、并行输出转换电路和控制逻辑电路设置于系统级芯片内。
10.根据权利要求7所述的GNSS接收机，其特征在于，所述温度感应元件为模拟温度传感器；所述模拟温度传感器包括：设置于系统级芯片内的温度传感器、模数转换器ADC、数字滤波电路、并行输出转换电路和控制逻辑电路。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109274622A (zh) * 2018-10-09 2019-01-25 中国人民解放军国防科技大学 飞卫星载波频率补偿方法
CN110262210A (zh) * 2019-06-28 2019-09-20 北斗天汇（北京）科技有限公司 基于计数器的晶振守时方法
CN110830033A (zh) * 2018-08-10 2020-02-21 展讯通信（上海）有限公司 用于gnss系统的时钟频率补偿方法和系统、存储介质、终端

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1685245A (zh) * 2002-09-30 2005-10-19 摩托罗拉公司（特拉华州注册的公司） Gps接收机中频率偏移的自调整
CN101019038A (zh) * 2004-09-10 2007-08-15 摩托罗拉公司 用于频率漂移预测的方法和系统
US7375681B1 (en) * 2005-09-01 2008-05-20 Woo Arthur N Hardware curve flattening of crystal oscillator temperature drift followed by software compensation for residual offset
US20090278735A1 (en) * 2008-05-09 2009-11-12 Research In Motion Limited Frequency aiding method and system for navigation satellite receiver with crystal oscillator frequency hysteresis
CN104716904A (zh) * 2014-12-30 2015-06-17 广东大普通信技术有限公司 一种晶体振荡器频率补偿的方法
CN106227031A (zh) * 2016-05-25 2016-12-14 广州市国飞信息科技有限公司 一种接收机模块及单芯片实现卫星驯服及守时的方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1685245A (zh) * 2002-09-30 2005-10-19 摩托罗拉公司（特拉华州注册的公司） Gps接收机中频率偏移的自调整
CN101019038A (zh) * 2004-09-10 2007-08-15 摩托罗拉公司 用于频率漂移预测的方法和系统
US7375681B1 (en) * 2005-09-01 2008-05-20 Woo Arthur N Hardware curve flattening of crystal oscillator temperature drift followed by software compensation for residual offset
US20090278735A1 (en) * 2008-05-09 2009-11-12 Research In Motion Limited Frequency aiding method and system for navigation satellite receiver with crystal oscillator frequency hysteresis
CN104716904A (zh) * 2014-12-30 2015-06-17 广东大普通信技术有限公司 一种晶体振荡器频率补偿的方法
CN106227031A (zh) * 2016-05-25 2016-12-14 广州市国飞信息科技有限公司 一种接收机模块及单芯片实现卫星驯服及守时的方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
杨少尘等: "基于Wiener过程的GPS校准晶振型频率源守频方法", 《中国测试》 *

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110830033A (zh) * 2018-08-10 2020-02-21 展讯通信（上海）有限公司 用于gnss系统的时钟频率补偿方法和系统、存储介质、终端
CN109274622A (zh) * 2018-10-09 2019-01-25 中国人民解放军国防科技大学 飞卫星载波频率补偿方法
CN109274622B (zh) * 2018-10-09 2021-08-06 中国人民解放军国防科技大学 飞卫星载波频率补偿方法
CN110262210A (zh) * 2019-06-28 2019-09-20 北斗天汇（北京）科技有限公司 基于计数器的晶振守时方法
CN110262210B (zh) * 2019-06-28 2021-03-26 北斗天汇（北京）科技有限公司 基于计数器的晶振守时方法

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