CN109061691A - 基于北斗卫星信号的晶振模块控制系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开的基于北斗卫星信号的晶振模块控制系统，涉及卫星导航技术领域，包括全球卫星导航系统GNSS接收机、晶振模块、控制单元和数据处理单元，其中，控制单元用于实时接收数据处理单元及晶振模块输出的1PPS信号并计算数据处理单元及晶振模块输出的1PPS信号之间的相位差，将相位差发送至所述数据处理单元，数据处理单元接收控制单元输出的相位差，根据该相位差，生成数据处理单元输出的1PPS信号与晶振模块输出的1PPS信号之间的相位差变化规律，控制单元接收数据处理单元发送的相位差变化规律，根据相位差变化规律，对晶振模块进行控制，提高了现有晶振模块的测量精度及测量效率，解决了现有晶振模块存在的测量精度及测量效率低下的缺陷。
Description
技术领域
本发明涉及卫星导航技术领域，具体涉及一种基于北斗卫星信号的晶振模块控制系统。
背景技术
卫星导航系统主要用来导航、定位和授时，卫星上通常安装有铯原子钟，能够提供高精度的秒脉冲信号(pulse per second，PPS)。由于卫星的时钟系统具有长稳定及对外界因素变化不敏感的特性，所以各种系统都逐步采用以卫星提供的时间信号和频率信号作为系统的时钟参考。当卫星信号出现异常或不可用的情况时，系统可以自动切换至守时状态，依靠系统内部的高稳恒温晶振输出高精度的10M频率信息来获得时间信息。
目前我国可用的卫星系统有GPS系统、北斗系统、GLONASS系统。其中，GPS系统和GLONASS系统都不是国内系统，其在关键时刻使用时具有极大的限制性。北斗系统是我国自主研发的全天候、区域性导航系统，具有定位、授时、通讯三大功能。由于卫星发射信号达到接收短距离遥远，信号在传输过程中一般会受到星历误差、无线链路的传输损耗、多路径效应、外界干扰引入误码及延时抖动等不同来源及不同时段的干扰，均会因为1PPS信号的漂移，如果不能准确识别1PPS信号的相位，会直接影响授时性能，晶振模块的测量精度及测量效率，导致现有晶振模块的测量精度及测量效率均较低。
发明内容
为解决现有技术的不足，本发明实施例提供了一种基于北斗卫星信号的晶振模块控制系统，以提高现有晶振模块的测量精度及测量效率。
为了实现上述目标，本发明采用如下的技术方案：
本发明实施例提供了一种基于北斗卫星信号的晶振模块控制系统，该系统包括：全球卫星导航系统GNSS接收机、晶振模块、控制单元和数据处理单元，其中，
所述数据处理单元与所述GNSS接收机连接，用于接收所述GNSS接收机输出的北斗卫星信号并对所述北斗卫星信号进行优化，将优化后的北斗卫星信号发送至控制单元，其中，所述北斗卫星信号包括定位信号和1PPS信号；
所述控制单元分别与所述数据处理单元及所述晶振模块连接，用于实时接收所述数据处理单元及所述晶振模块输出的1PPS信号并计算所述数据处理单元及所述晶振模块输出的1PPS信号之间的相位差，将所述相位差发送至所述数据处理单元；
所述数据处理单元还用于，接收所述控制单元输出的相位差，根据所述相位差，生成所述数据处理单元输出的1PPS信号与所述晶振模块输出的1PPS信号之间的相位差变化规律，将所述相位差变化规律发送至所述控制单元；
所述控制单元还用于，接收所述数据处理单元发送的相位差变化规律，根据所述相位差变化规律，对所述晶振模块进行控制。
优选地，所述控制单元具体用于，
判断所述相位差是否大于设定的阈值，若是，通过锁相电路，降低所述晶振模块两端的电压，若否，则保持现状。
优选地，所述数据处理单元为单片机。
优选地，所述控制单元为FPGA。
本发明实施例提供的基于北斗卫星信号的晶振模块控制系统所产生的有益效果如下：
控制单元通过实时接收所述数据处理单元及所述晶振模块输出的1PPS信号并计算所述数据处理单元及所述晶振模块输出的1PPS信号之间的相位差，将所述相位差发送至所述数据处理单元，数据处理单元接收所述控制单元输出的相位差，根据所述相位差，生成所述数据处理单元输出的1PPS信号与所述晶振模块输出的1PPS信号之间的相位差变化规律，提高了现有晶振模块的测量精度及测量效率。
附图说明
图1为本发明实施例提供的基于北斗卫星信号的晶振模块控制系统的结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明作具体的介绍。
如图1所示，该设备包括：GNSS接收机、晶振模块、控制单元和数据处理单元，其中，
所述数据处理单元与所述GNSS接收机连接，用于接收所述GNSS接收机输出的北斗卫星信号并对所述北斗卫星信号进行优化，将优化后的北斗卫星信号发送至控制单元，其中，所述北斗卫星信号包括定位信号和1PPS信号；
所述控制单元分别与所述数据处理单元及所述晶振模块连接，用于实时接收所述数据处理单元及所述晶振模块输出的1PPS信号并计算所述数据处理单元及所述晶振模块输出的1PPS信号之间的相位差，将所述相位差发送至所述数据处理单元；
所述数据处理单元还用于，接收所述控制单元输出的相位差，根据所述相位差，生成所述数据处理单元输出的1PPS信号与所述晶振模块输出的1PPS信号之间的相位差变化规律，将所述相位差变化规律发送至所述控制单元；
所述控制单元还用于，接收所述数据处理单元发送的相位差变化规律，根据所述相位差变化规律，对所述晶振模块进行控制。
可选地，所述控制单元具体用于，
判断所述相位差是否大于设定的阈值，若是，通过锁相电路，降低所述晶振模块两端的电压，若否，则保持现状。
可选地，所述数据处理单元为单片机，也可以为具有相同功能的其他元器件。
可选地，所述控制单元为FPGA，也可以为具有相同功能的其他元器件。
本发明实施例提供的基于北斗卫星信号的晶振模块控制系统，包括全球卫星导航系统GNSS接收机、晶振模块、控制单元和数据处理单元，其中，控制单元用于实时接收数据处理单元及晶振模块输出的1PPS信号并计算数据处理单元及晶振模块输出的1PPS信号之间的相位差，将相位差发送至所述数据处理单元，数据处理单元接收控制单元输出的相位差，根据该相位差，生成数据处理单元输出的1PPS信号与晶振模块输出的1PPS信号之间的相位差变化规律，控制单元接收数据处理单元发送的相位差变化规律，根据相位差变化规律，对晶振模块进行控制，提高了现有晶振模块的测量精度及测量效率。
在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。
可以理解的是，上述方法及装置中的相关特征可以相互参考。另外，上述实施例中的“第一”、“第二”等是用于区分各实施例，而并不代表各实施例的优劣。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统，装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
在此提供的算法和显示不与任何特定计算机、虚拟系统或者其它设备固有相关。各种通用系统也可以与基于在此的示教一起使用。根据上面的描述，构造这类系统所要求的结构是显而易见的。此外，本发明也不针对任何特定编程语言。应当明白，可以利用各种编程语言实现在此描述的本发明的内容，并且上面对特定语言所做的描述是为了披露本发明的最佳实施方式。
此外，存储器可能包括计算机可读介质中的非永久性存储器，随机存取存储器(RAM)和/或非易失性内存等形式，如只读存储器(ROM)或闪存(flash RAM)，存储器包括至少一个存储芯片。
本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
在一个典型的配置中，计算设备包括一个或多个处理器(CPU)、输入/输出接口、网络接口和内存。
存储器可能包括计算机可读介质中的非永久性存储器，随机存取存储器(RAM)和/或非易失性内存等形式，如只读存储器(ROM)或闪存(flash RAM)。存储器是计算机可读介质的示例。
计算机可读介质包括永久性和非永久性、可移动和非可移动媒体可以由任何方法或技术来实现信息存储。信息可以是计算机可读指令、数据结构、程序的模块或其他数据。计算机的存储介质的例子包括，但不限于相变内存(PRAM)、静态随机存取存储器(SRAM)、动态随机存取存储器(DRAM)、其他类型的随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、快闪记忆体或其他内存技术、只读光盘只读存储器(CD-ROM)、数字多功能光盘(DVD)或其他光学存储、磁盒式磁带，磁带磁磁盘存储或其他磁性存储设备或任何其他非传输介质，可用于存储可以被计算设备访问的信息。按照本文中的界定，计算机可读介质不包括暂存电脑可读媒体(transitory media)，如调制的数据信号和载波。
还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。
本领域技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
以上仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围之内。
Claims (4)
1.一种基于北斗卫星信号的晶振模块控制系统，包括：全球卫星导航系统GNSS接收机和晶振模块，其特征在于，所述系统还包括控制单元和数据处理单元，其中，
所述数据处理单元与所述GNSS接收机连接，用于接收所述GNSS接收机输出的北斗卫星信号并对所述北斗卫星信号进行优化，将优化后的北斗卫星信号发送至控制单元，其中，所述北斗卫星信号包括定位信号和1PPS信号；
所述控制单元分别与所述数据处理单元及所述晶振模块连接，用于实时接收所述数据处理单元及所述晶振模块输出的1PPS信号并计算所述数据处理单元及所述晶振模块输出的1PPS信号之间的相位差，将所述相位差发送至所述数据处理单元；
所述数据处理单元还用于，接收所述控制单元输出的相位差，根据所述相位差，生成所述数据处理单元输出的1PPS信号与所述晶振模块输出的1PPS信号之间的相位差变化规律，将所述相位差变化规律发送至所述控制单元；
所述控制单元还用于，接收所述数据处理单元发送的相位差变化规律，根据所述相位差变化规律，对所述晶振模块进行控制。
2.根据权利要求1所述的控制系统，其特征在于，所述控制单元具体用于，
判断所述相位差是否大于设定的阈值，若是，通过锁相电路，降低所述晶振模块两端的电压，若否，则保持现状。
3.根据权利要求1所述的控制系统，其特征在于，所述数据处理单元为单片机。
4.根据权利要求1所述的控制系统，其特征在于，所述控制单元为FPGA。
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