CN113359191B - 一种恒温晶振的实时校正方法和电磁接收机 - Google Patents

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Abstract

一种恒温晶振的实时校正方法和电磁接收机，恒温晶振的实时校正方法包括将基准时钟信号倍频生成第一测量信号和第二测量信号；基于所述第一测量信号识别各秒脉冲信号的上升沿，得到闸门时间T；根据所述闸门时间T得到所述第二测量信号的频率；至少基于得到的相邻两个所述第二测量信号的频率的差的绝对值大于标准频率差值，对所述基准时钟信号的频率进行调整。

Description

一种恒温晶振的实时校正方法和电磁接收机
技术领域
本发明涉及勘探技术领域，特别涉及一种恒温晶振的实时校正方法和电 磁接收机。
背景技术
电法勘探是矿产资源勘查的有效手段之一，其种类繁多、适应性强， 被广泛应用于深部构造探测、矿产资源勘探以及水文及工程勘察等领域。 根据场源的性质，电法勘探可分为天然源方法和人工源方法。天然源方法 中的大地电磁法(Magnetotelluric,MT)是目前探测深度最大的电法勘探 方法，该方法由苏联学者Tikhonov和法国学者Cagniard于20世纪50年 代提出并建立，在地球深部构造探测、天然地震预测等领域发挥了重要作 用。可控源音频大地电磁法(Controlled Source Audio-frequency Magnetotelluric,CSAMT)是20世纪70年代初由加拿大多伦多大学 D.W.Strangway和他的学生Myron Goldtein提出来的一种人工源频率域电 磁探测方法，以人工场源代替天然场源，沿用MT的观测方式，克服了MT 场源随机性的缺点，信号强度也大为提高，除探测深度较MT小以外，工 作效率、精度以及横向和纵向分辨率都明显提高。
根据MT/AMT和CSAMT方法的原理，大地系统对激励信号的相位偏移，其 反映了大地的极化特征，对于判别静态效应并校正、识别过渡带的位置有重 要作用，而相位测量的精度由地面电磁接收机的时钟准确度、稳定性决定。 当前，地面电磁接收机包括如下的校正方法：一、通过上电校正一次，但是， 校正后输出随着时间的流逝，会受到到晶振老化率等的影响，输出精度变低； 二、上电就开始调节，但是，会造成地面电磁接收机过调，存在“假性校正 OK”的问题，即地面电磁接收机的控制管脚电压比实际校正值大，导致输出 频率比目标值偏高；三、待地面电磁接收机稳定时间后调节，但是该调节方 法存在较大误差。
因此，如何对地面电磁接收机进行实时校正处理，成为本领域技术人员 亟待解决的技术问题。
发明内容
(一)发明目的
本发明的目的是提供一种恒温晶振的实时校正方法和电磁接收机，能够 解决地面电磁接收机的校正精度差、时长长的问题。
(二)技术方案
为解决上述问题，根据本发明的一个方面,本发明提供了一种恒温晶振的 实时校正方法，包括：将基准时钟信号倍频生成第一测量信号和第二测量信 号；
基于所述第一测量信号识别各秒脉冲信号的上升沿，得到闸门时间T；
根据所述闸门时间T得到所述第二测量信号的频率；
至少基于得到的相邻两个所述第二测量信号的频率的差的绝对值大于标 准频率差值，对所述基准时钟信号的频率进行调整。
本申请实施例中，一方面，通过将基准时钟信号倍频生成不同频率的第 一测量信号和第二测量信号，且第二测量信号的频率调的相对更高，这样等 效于提高了测量的闸门时间，提高了测量的精度。另一方面，第一测量信号 的频率为基准时钟信号的倍频，可以有效保证PPS的上升沿的识别，有效解 决了PPS上升沿识别问题。再一方面，通过观测两个或者两个以上第二测量 信号频率的差的绝对值，并基于第二测量信号频率的差的绝对值与标准频率 差值的比较，我们不仅可以得知当前恒温晶振输出是否平稳，还可以以此对 基准时钟信号的频率进行调整。
进一步地，所述将基准时钟信号倍频形成第一测量信号和第二测量信号， 包括：
将所述基准时钟信号按条件式f1＝N1f0进行倍频，得到所述第一测量信号， f0为所述基准时钟信号的频率，f1为所述第一测量信号的频率，N1为正整数；
将所述基准时钟信号按条件式f2＝N2f0进行倍频，得到所述第二测量信号， f2为所述第二测量信号的频率，N2为正整数；
其中，所述基准时钟信号的频率f0的取值范围为5-50MHz，所述第一测 量信号的频率f1≤62.5MHz，正整数N2＝nN1，且4≤n≤16。
进一步地，所述对所述基准时钟信号的频率进行调整，包括：
根据第一闸门时间T1，获取多个第二测量信号的第一频率；
基于相邻的两个所述第一频率的差的绝对值大于第一标准频率差值，采 用第一步进值对所述基准时钟信号的频率进行调整。
优选地，采用第一步进值对所述基准时钟信号的频率进行调整，至相邻 的两个所述第一频率的差的绝对值不大于第一标准频率差值之后，对所述基 准时钟信号的频率进行调整，还包括：
根据第二闸门时间T2，获取多个第二测量信号的第二频率；
基于相邻的两个所述第二频率的差的绝对值大于第二标准频率差值以及 所述第二频率的误差大于第一准确度误差，采用第二步进值对所述基准时钟 信号的频率进行调整；
其中，所述闸门时间T2等于所述闸门时间T1，所述第二步进值等于所述 第一步进值。
优选地，采用第二步进值对所述基准时钟信号的频率进行调整，至相邻 的两个所述第二频率的差的绝对值不大于第二标准频率差值，且所述第二频 率的误差不大于第一准确度误差之后，对所述基准时钟信号的频率进行调整， 还包括：
根据第三闸门时间T3，获取多个第二测量信号的第三频率；
基于相邻的两个所述第三频率的差的绝对值大于第三标准频率差值以及 所述第三频率的误差大于第二准确度误差，采用第三步进值对所述基准时钟 信号的频率进行调整；
其中，所述闸门时间T3大于所述闸门时间T2，所述第三步进值小于所述 第二步进值。
优选地，采用第三步进值对所述基准时钟信号的频率进行调整，至相邻 的两个所述第三频率的差的绝对值不大于第三标准频率差值，且所述第三频 率的误差不大于第二准确度误差之后，对所述基准时钟信号的频率进行调整， 还包括：
根据第四闸门时间T4，获取第二测量信号的第四频率；
基于获取的所述第二测量信号的第四频率，采用第四步进值对所述基准 时钟信号的频率进行调整；
其中，所述闸门时间T4大于所述闸门时间T3，所述第四步进值小于所述 第三步进值。
根据本发明的第二个方面,本发明提供了一种电磁接收机，包括：
倍频单元，用于将基准时钟信号倍频生成第一测量信号和第二测量信号；
识别单元，基于所述第一测量信号识别各秒脉冲信号的上升沿，得到闸 门时间T；
统计单元，根据所述闸门时间T得到所述第二测量信号的频率；
校正子模块，至少基于得到的相邻两个所述第二测量信号的频率的差的 绝对值大于标准频率差值，对所述基准时钟信号的频率进行调整。
进一步地，包括：
所述倍频单元将所述基准时钟信号按条件式f1＝N1f0进行倍频，得到所述 第一测量信号，f0为所述基准时钟信号的频率，f1为所述第一测量信号的频 率，N1为正整数；及
所述倍频单元将所述基准时钟信号按条件式f2＝N2f0进行倍频，得到所述 第二测量信号，f2为所述第二测量信号的频率，N2为正整数；
其中，所述基准时钟信号的频率f0的取值范围为5-50MHz，所述第一测 量信号的频率f1≤62.5MHz，正整数N2＝nN1，且4≤n≤16。
进一步地，所述校正子模块包括第一校正单元，所述第一校正单元包括：
第一获取子单元，根据第一闸门时间T1，获取多个第二测量信号的第一 频率；
第一调节子单元，基于相邻的两个所述第一频率的差的绝对值大于第一 标准频率差值，采用第一步进值对所述基准时钟信号的频率进行调整。
优选地，所述校正子模块还包括第二校正单元，所述第二校正单元包括：
第二获取子单元，根据第二闸门时间T2，获取多个第二测量信号的第二 频率；
第二调节子单元，基于相邻的两个所述第二频率的差的绝对值大于第二 标准频率差值以及所述第二频率的误差大于第一准确度误差，采用第二步进 值对所述基准时钟信号的频率进行调整；
其中，所述闸门时间T2等于所述闸门时间T1，所述第二步进值等于所述 第一步进值。
优选地，所述校正子模块还包括第三校正单元，所述第三校正单元包括：
第三获取子单元，根据第三闸门时间T3，获取多个第二测量信号的第三 频率；
第三调节子单元，基于相邻的两个所述第三频率的差的绝对值大于第三 标准频率差值以及所述第三频率的误差大于第二准确度误差，采用第三步进 值对所述基准时钟信号的频率进行调整；
其中，所述闸门时间T3大于所述闸门时间T2，所述第三步进值小于所述 第二步进值。
优选地，所述校正子模块还包括第四校正单元，所述第四校正单元包括：
第四获取子单元，根据第四闸门时间T4，获取第二测量信号的第四频率；
第四调节子单元，基于获取的所述第二测量信号，采用第四步进值对所 述基准时钟信号的频率进行调整；
其中，所述闸门时间T4大于所述闸门时间T3，所述第四步进值小于所述 第三步进值。
(三)有益效果
本发明的上述技术方案具有如下有益的技术效果：
1、本发明提供了一种恒温晶振的实时校正方法，包括：将基准时钟信号 倍频生成第一测量信号和第二测量信号；基于所述第一测量信号识别各秒脉 冲信号的上升沿，得到闸门时间T；根据所述闸门时间T得到所述第二测量 信号的频率；至少基于得到的相邻两个所述第二测量信号的频率的差的绝对 值大于标准频率差值，对所述基准时钟信号的频率进行调整。本申请实施例 中，一方面，通过将基准时钟信号倍频生成不同频率的第一测量信号和第二 测量信号，且第二测量信号的频率调的相对更高，这样等效于提高了测量的闸门时间，提高了测量的精度。另一方面，第一测量信号的频率为基准时钟 信号的倍频，可以有效保证PPS的上升沿的识别，有效解决了PPS上升沿识 别问题。再一方面，通过观测两个或者两个以上第二测量信号频率的差的绝 对值，并基于第二测量信号频率的差的绝对值与标准频率差值的比较，我们 不仅可以得知当前恒温晶振输出是否平稳，还可以以此对基准时钟信号的频 率进行调整。
附图说明
图1是本发明提供的恒温晶振的实时校正方法的流程图；
图2是本发明提供的恒温晶振的实时校正方法的流程图；
图3是本发明提供的恒温晶振的实时校正方法的流程图；
图4是本发明提供的恒温晶振的实时校正方法的流程图；
图5是本发明提供的恒温晶振的实时校正方法的流程图；
图6是相关技术的PPS上升沿识别示意图；
图7是相关技术的恒温晶振上电后输出频率特性图；
图8是本发明提供的恒温晶振的状态机流程图；
图9是本发明提供的电磁接收机的存储单元的结构示意图；
图10是图9计算原理示意图；
图11是本发明提供的电磁接收机的结构示意图。
附图标记：
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施 方式并参照附图，对本发明进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例 性的，而并非要限制本发明的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结 构和技术的描述，以避免不必要地混淆本发明的概念。
针对上述技术问题，本申请提出了如下技术方案。
下面结合附图和实施例对本发明进行详细说明。
在一实施例中，如图1所示，本发明提供了一种恒温晶振的实时校正方 法，包括：S101、将基准时钟信号倍频生成第一测量信号和第二测量信号；
具体地，利用倍频器将基准时钟信号倍频生成第一测量信号和第二测量 信号，第一测量信号和第二测量信号的倍频系数不同，第二测量信号的倍频 系数大于第一测量信号的倍频系数。其中，倍频器为锁相环。
S103、基于第一测量信号识别各秒脉冲信号(PPS)的上升沿，得到闸门 时间T；
具体地，利用第一测量信号对每一个秒脉冲信号(PPS)的上升沿进行识 别，根据多个秒脉冲信号的上升沿识别结果，确定出闸门时间T的时间长度。
S105、根据闸门时间T得到第二测量信号的频率；
第二测量信号的频率为基准时钟信号的倍频，基于上述确定的闸门时间 T，利用频率计对被测第二测量信号在一个闸门时间T内进行计数，得到被测 第二测量信号的计数值counter，那么被测第二测量信号的频率可以由式1计 算得到，式1：fm＝counter/T，其中，fm表示为第二测量信号的频率。
S107、至少基于得到的相邻两个第二测量信号的频率的差的绝对值大于 标准频率差值，对基准时钟信号的频率进行调整。其中，基准时钟信号由电 磁接收机的恒温晶振产生。
基于至少两个闸门时间T，并通过式1：fm＝counter/T，计算相邻的两 个闸门时间T对应的两个第二测量信号的频率测量值，对相邻的两个第二测 量信号的频率测量值做差，其中，基于两个第二测量信号的频率的差的绝对 值大于标准频率差值的比较结果，对基准时钟信号的频率进行调整。其中， 标准频率差值根据第二测量信号的倍频系数、闸门时间T和测量误差确定。
本申请实施例中，一方面，通过将基准时钟信号倍频生成不同频率的第 一测量信号和第二测量信号，且第二测量信号的频率调的相对更高，这样等 效于提高了测量的闸门时间，提高了测量的精度。另一方面，第一测量信号 的频率为基准时钟信号的倍频，可以有效保证PPS的上升沿的识别，有效解 决了PPS上升沿识别问题。再一方面，通过观测两个或者两个以上第二测量 信号频率的差的绝对值，并基于第二测量信号频率的差的绝对值与标准频率 差值的比较，我们不仅可以得知当前恒温晶振输出是否平稳，还可以对基准 时钟信号的频率进行调整。
一些实施例中，步骤S101、将基准时钟信号倍频生成第一测量信号和第 二测量信号之前，还包括；
S201、接收导航卫星的卫星信号，根据卫星信号生成秒脉冲信号；
导航卫星构成导航系统，导航系统在具有四颗或更多导航卫星下能够向 地球表面或者近地球表面提供准确的地理和时间信息，利用GNSS模块获取导 航卫星的卫星信号。GNSS模块基于获取的卫星信号生成秒脉冲信号(PPS)， PPS信号具有长期稳定性。
S203、提供基准时钟源，基于基准时钟源发送基准时钟信号；
恒温晶振(OCXO，恒温晶体振荡器)用于提供基准时钟源，恒温晶振(OCXO， 恒温晶体振荡器)是利用恒温装置使石英晶体谐振器的温度保持稳定，将由 周围温度变化引起的振荡器输出频率变化量减小的晶体振荡器，恒温晶振 (OCXO，恒温晶体振荡器)通常有一个电压控制管脚用来调节恒温装置的温 度，进而实现对恒温晶体振荡器(OCXO，恒温晶体振荡器)输出频率的控制， 恒温晶振(OCXO，恒温晶体振荡器)的频率输出具有短期稳定性。其中，恒 温晶振(OCXO，恒温晶体振荡器)基于基准时钟源发送基准时钟信号。
一些实施例中，将基准时钟信号倍频形成第一测量信号和第二测量信号， 包括：
将基准时钟信号按条件式f1＝N1f0进行倍频，得到第一测量信号，f0为基 准时钟信号的频率，f1为第一测量信号的频率，N1为正整数；
将基准时钟信号按条件式f2＝N2f0进行倍频，得到第二测量信号，f2为第 二测量信号的频率，N2为正整数；
其中，基准时钟信号的频率f0的取值范围为5-50MHz，第一测量信号的 频率f1≤62.5MHz，正整数N2＝nN1，且4≤n≤16。
进一步，标准频率差值满足条件式：fa＝bN2T，式中，fa为标准频率差值， b为稳定性误差，N2为第二测量信号的倍频系数，T为闸门时间。
另一些实施例中，如图2所示，对基准时钟信号的频率进行调整，包括：
S301、根据第一闸门时间T1，获取多个第二测量信号的第一频率；可以 理解的是，第一频率为第二测量信号对应于第一闸门时间T1的测量频率，其 由上述式1：fm＝counter/T确定。且基于连续多个第一闸门时间T1分别获取 多个第一频率。counter为计数值，fm为频率测量值，T为闸门时间。
S303、基于相邻的两个第一频率的差的绝对值大于第一标准频率差值， 采用第一步进值对基准时钟信号的频率进行调整。
具体地，将相邻的两个第一频率的差的绝对值与第一标准频率差值进行 比较包括，在首个第一闸门时间T1内，对应获取一个第一频率，在第二个第 一闸门时间T1内，对应获取一个第一频率。
进一步，上述连续的两个第一闸门时间T1的两个第一频率的差的绝对值 参与第一次比较，若相邻的两个第一频率的差的绝对值大于第一标准频率差 值，则利用第一步进值对基准时钟信号的频率进行调整。待调整后，在第三 个闸门时间T1内，对应获取一个第一频率。将第二个第一闸门时间T1的第一 频率与第三个第一闸门时间T1的第一频率做差，利用该差的绝对值与第一标 准频率差值进行比较。
以此类推，进行循环比较，直至相邻的两个第一频率的差的绝对值不大 于第一标准频率差值后，则不再利用第一步进值对基准时钟信号的频率进行 调整。可以理解的是，基于步骤S303，第二测量信号的第一频率逐渐收敛， 且逐渐接近第二测量信号的标准频率值，第二测量信号的标准频率值由条件 式f2＝N2f0确定。
其中，第一标准频率差值由标准频率差值的条件式：fa＝bN2T确定，式中， 闸门时间T＝T1。
本申请实施例中，一方面，根据第一测量信号对秒脉冲信号的有效识别， 并基于相邻的两个第一频率的差的绝对值与第一标准频率差值的比较，可初 步对恒温晶振(OCXO，恒温晶体振荡器)的频率输出进行判稳分析；另一方 面，基于相邻的两个第一频率的差的绝对值大于第一标准频率差值，利用第 一步进值对基准时钟信号的频率进行调整，直至第二测量信号的第一频率逐 渐收敛并接近第二测量信号的标准频率值，即起到了对基准时钟信号的频率 进行校正的作用。
一些实施例中，如图3所示，采用第一步进值对基准时钟信号的频率进 行调整，至相邻的两个第一频率的差的绝对值不大于第一标准频率差值之后， 对基准时钟信号的频率进行调整，还包括：
S305、根据第二闸门时间T2，获取多个第二测量信号的第二频率；
可以理解的是，第二频率为第二测量信号对应于第二闸门时间T2的测量 频率，其由上述式1：fm＝counter/T确定。且基于连续的多个第二闸门时间 T2分别获取多个第二频率。
S307、基于相邻的两个第二频率的差的绝对值大于第二标准频率差值以 及第二频率的误差大于第一准确度误差，采用第二步进值对基准时钟信号的 频率进行调整；
具体地，将相邻的两个第二频率的差的绝对值与第二标准频率差值进行 比较，以及第二频率的误差大于第一准确度误差进行比较包括，在首个第二 闸门时间T2内，对应获取一个第二频率，在第二个第二闸门时间T2内，对应 获取一个第二频率。其中，第一准确度误差由第二闸门时间T2确定，第一准 确度误差用于表示第二测量信号的第二频率与其标准频率之间的误差范围。
进一步，上述连续的两个第二闸门时间T2的两个第二频率的差的绝对值 参与第一次比较，若相邻的两个第二频率的差的绝对值大于第二标准频率差 值，以及第二频率的误差大于第一准确度误差，则利用第二步进值对基准时 钟信号的频率进行调整。待调整后，在第三个闸门时间T2内，对应获取一个 第二频率。将第二个第二闸门时间T2的第二频率与第三个第二闸门时间T2的第二频率做差，利用该差的绝对值与第二标准频率差值进行比较，以及将 第三个第二闸门时间T2的第二频率的误差与第一准确度误差进行比较。
以此类推，进行循环比较，直至相邻的两个第二频率的差的绝对值不大 于第二标准频率差值，以及第二频率误差不大于第一准确度误差，则不再利 用第二步进值对基准时钟信号的频率进行调整。可以理解的是，基于步骤 S307，第二测量信号的第二频率逐渐收敛，且逐渐接近第二测量信号的标准 频率值，第二测量信号的标准频率值由条件式f2＝N2f0确定。
其中，第二标准频率差值由标准频率差值的条件式：fa＝bN2T确定，式中， 闸门时间T＝T2。
本申请实施例中，根据步骤S305和步骤S307对步骤S303输出的第二测 量信号进行更进一步调整，并基于相邻的两个第二频率的差的绝对值大于第 二标准频率差值，以及第二频率不大于第一准确度误差的比较，利用第二步 进值对基准时钟信号的频率进行调整，直至第二测量信号的第二频率逐渐收 敛并接近第二测量信号的标准频率值，从而进一步起到对基准时钟信号的频 率进行校正的作用，有利于基准时钟信号的频率输出趋于稳态。
一些实施例中，闸门时间T2等于闸门时间T1，第二步进值等于第一步进 值。
另一些实施例中，如图4所示，采用第二步进值对基准时钟信号的频率 进行调整，至相邻的两个第二频率的差的绝对值不大于第二标准频率差值， 且第二频率的误差不大于第一准确度误差之后，对基准时钟信号的频率进行 调整，还包括：
S309、根据第三闸门时间T3，获取多个第二测量信号的第三频率；
可以理解的是，第三频率为第二测量信号对应于第三闸门时间T3的测量 频率，其由上述式1：fm＝counter/T确定。且基于连续的多个第三闸门时间 T3分别获取多个第三频率。
S311、基于相邻的两个第三频率的差的绝对值大于第三标准频率差值以 及第三频率的误差大于第二准确度误差，采用第三步进值对基准时钟信号的 频率进行调整；
具体地，将相邻的两个第三频率的差的绝对值与第三标准频率差值进行 比较，以及第三频率的误差大于第二准确度误差进行比较包括，在首个第三 闸门时间T3内，对应获取一个第三频率，在第二个第三闸门时间T3内，对应 获取一个第三频率。其中，第二准确度误差由第三闸门时间T3确定，第二准 确度误差用于表示第二测量信号的第三频率与其标准频率之间的误差范围。
进一步，上述连续的两个第三闸门时间T3的两个第三频率的差的绝对值 参与第一次比较，若相邻的两个第三频率的差的绝对值大于第三标准频率差 值，以及第三频率的误差大于第二准确度误差，则利用第三步进值对基准时 钟信号的频率进行调整。待调整后，在第三个闸门时间T3内，对应获取一个 第三频率。将第二个第三闸门时间T3的第三频率与第三个第三闸门时间T3的第三频率做差，利用该差的绝对值与第三标准频率差值进行比较，以及将 第三个第三闸门时间T3的第三频率的误差与第二准确度误差进行比较。
以此类推，进行循环比较，直至相邻的两个第三频率的差的绝对值不大 于第三标准频率差值，以及第三频率误差不大于第二准确度误差，则不再利 用第三步进值对基准时钟信号的频率进行调整。可以理解的是，基于步骤 S311，第二测量信号的第三频率逐渐收敛，且逐渐接近第二测量信号的标准 频率值，第二测量信号的标准频率值由条件式f2＝N2f0确定。
其中，第三标准频率差值由标准频率差值的条件式：fa＝bN2T确定，式中， 闸门时间T＝T3。
本申请实施例中，根据步骤S309和步骤S311对步骤S307输出的第二测 量信号进行更进一步调整，并基于相邻的两个第三频率的差的绝对值大于第 三标准频率差值，以及第三频率大于第二准确度误差的比较，利用第三步进 值对基准时钟信号的频率进行调整，直至第二测量信号的第三频率逐渐收敛 并接近第二测量信号的标准频率值，从而进一步起到对基准时钟信号的频率 进行校正的作用，有利于基准时钟信号的频率输出趋于稳态。
一些实施例中，闸门时间T3大于闸门时间T2，第三步进值小于第二步进 值。
再一些实施例中，如图5所示，采用第三步进值对基准时钟信号的频率 进行调整，至相邻的两个第三频率的差的绝对值不大于第三标准频率差值， 且第三频率的误差不大于第二准确度误差之后，对基准时钟信号的频率进行 调整，还包括：
S313、根据第四闸门时间T4，获取第二测量信号的第四频率；
可以理解的是，第四频率为第二测量信号对应于第四闸门时间T4的测量 频率，其由上述式1：fm＝counter/T确定。
S315、基于获取的第二测量信号的第四频率，采用第四步进值对基准时 钟信号的频率进行调整。
本申请实施例中，根据步骤S313和步骤S315对步骤S311输出的第二测 量信号进行更进一步调整，并利用第四步进值对基准时钟信号的频率进行调 整，有利于基准时钟信号的频率输出趋于稳态。
其中，闸门时间T4大于闸门时间T3，第四步进值小于第三步进值。
基于具体应用场景进行举例说明：
本实施例中，采用基准时钟源频率f0＝12.288MHz的恒温晶振，利用锁相 环将恒温晶振输出的基准时钟信号同时倍频为第一测量信号和第二测量信号， 其中，对第一测量信号进行5倍倍频，即f1＝N1f0中，N1取值为5，第一测量 信号的频率f1＝61.44MHz，将第二测量信号进行20倍倍频，即f2＝N2f0中，N2取值为20，第二测量信号的频率f2＝245.76MHz。
由相关技术可知，GNSS模块用于接收卫星信号生成秒脉冲信号(PPS)， GNSS模块在接收4颗及以上导航卫星发送的卫星信号的情况下，能够提供准 确的地理和时间信息，且GNSS模块输出的秒脉冲信号误差在20ns以内，PPS 模块的上升时间是8ns左右。
进一步，识别秒脉冲信号(PPS)的上升沿是产生闸门时间的关键，识别 的逻辑是对GNSS模块进行边沿扫描。如图6所示为相关技术的上升沿识别示 意图，如图6所示，扫描连续两个上升沿，前一个上升沿(tn-1时刻)扫到的 是低电平，当前上升沿(tn时刻)扫到的是高电平。参考图6中的频率源对 PPS上升沿扫描所示，过快的频率源如图6中a1所示，在GNSS模块连续的两 个上升沿内，过快的频率源无法有效地识别出低电平和高电平，也就不能有 效的对GNSS模块的秒脉冲信号(PPS)上升沿进行识别。过慢的频率源a2虽 然能够有效识别出PPS上升沿，但是会带来边沿识别误差。
本申请实施例中，本方案中使用OCXO的输出频率f0是12.288MHz，其周 期时间81.38ns，使用锁相环(PLL)对基准时钟信号进行5倍频和20倍频， 5倍频得到频率为61.44MHz(5f0)，周期为16.28ns的第一测量信号。20倍 频得到频率为245.76MHz(20f0)，周期为4.07ns的第二测量信号。其中，使 用5倍频的第一测量信号作为PPS上升沿扫描的频率源，第一测量信号周期 为16.28ns，是PPS上升沿8ns的2.04倍，既保证了识别的准确性，也保证 了识别带来的误差在8.28(16.28-8)ns以内。
相关技术中，如图7所示，恒温晶振(OCXO，恒温晶体振荡器)输出频 率f随时间的变化如图7所示，f0为恒温晶振的基准时钟信号的频率，也可 以说f0是恒温晶振的基准时钟源或标称频率。恒温晶振(OCXO，恒温晶体振 荡器)掉电1分钟以内再上电成为热启动，其余为冷启动。冷启动上电时刻 t0，恒温晶振(OCXO，恒温晶体振荡器)输出f会低于f0，通常输出是(f0-200) Hz左右，随着上电时间增长，恒温槽逐渐升温，输出快速趋近标称频率f0， 如t0到t1时间段；在时刻恒温槽温度稳定后，输出稳定并趋近与标称频率f0， 如t1时间以后时间段。恒温晶振(OCXO，恒温晶体振荡器)热启动，恒温槽 加热过程短，频率输出很快趋近于标称频率f0。在t0到t1时间段，恒温晶振 (OCXO，恒温晶体振荡器)没有达到稳定状态，频率输出过低，这段时间进 行频率测量并对调试恒温晶振(OCXO，恒温晶体振荡器)的压控管脚的话， 要想使得其输出频率变高，就要提高压控管脚的电压，会造成过调的后果， 也就是说不能在这段时间对恒温晶振(OCXO，恒温晶体振荡器)的压控管脚 进行调节进而实现频率输出的收敛。
本申请实施例中，设置三个不同的闸门时间10s、50s和100s，10秒闸 门时间的第二测量信号相当于恒温晶振(OCXO，恒温晶体振荡器)的200倍 频。以此类推，50s闸门时间的第二测量信号相当于恒温晶振(OCXO，恒温 晶体振荡器)的1000倍频，100s闸门时间的第二测量信号相当于恒温晶振 (OCXO，恒温晶体振荡器)的2000倍频。分别在10s、50s和100s等闸门时 下对恒温晶振(OCXO，恒温晶体振荡器)进行不同步进的压控管控制。
在本方案中，如图9-10所示，设计一个频率计和移位寄存器(图9)， 频率计用于统计各闸门时间内第二测量信号的频率，并依据图10的式2、式 3、式4、式5计算得到相邻两次第二测量信号的频率测量之间差的绝对值， 移位寄存器用于对频率计连续次数的结果进行缓存，相邻两次第二测量信号 的频率测量之间差的绝对值体现的是恒温晶振(OCXO，恒温晶体振荡器)输 出的稳定度，依据连续数次的缓存结果以及当前测量值来判定当前恒温晶振 (OCXO，恒温晶体振荡器)频率输出的稳定度。
参照图7，所示的t0到t1时间段，恒温晶振(OCXO，恒温晶体振荡器) 的输出在快速增长，其相邻两次第二测量信号的频率差的绝对值相对比较大， 而t1时间以后，其相邻两次第二测量信号的频率差的绝对值相对比较小且稳 定。移位寄存器的计数结果缓存如图9所示，移位寄存器包括但不限于五个 存储单元，本申请实施例以五个存储单元进行示例，从右至左分别为第一存 储单元至第五存储单元。移位寄存器满足先入先出存储规则，即第一存储单 元用于初始存储，且第二测量信号的测量值按照第一存储单元指向第五存储 单元的顺序依次左移，可以理解的是，依次左移表示依次赋值，也可以说， 第一存储单元用于存储第二测量信号的最新值，其上次存储的值存储于第二 存储单元，其最旧的值存储于第五存储单元。
具体地，五个存储单元可以存储五个第二测量信号的测量值，相邻两次 第二测量信号的测量值参与求差运算，五个第二测量信号的测量值满足四次 求差运算。基于相邻的两个第二测量信号测量值差的绝对值大于标准频率差 值进行循环比较，并把距离当前第二测量信号的测量时刻最远的缓存数据由 第五存储单元移出，使得最新的第二测量信号的测量值参与判断。其中，不 同恒温晶振(OCXO，恒温晶体振荡器)的达到频率趋稳于t1需要的时间是不 一致的，本方案中的判断方法相对于指定等待t1时间再去对恒温晶振(OCXO， 恒温晶体振荡器)调节的方式可以快速使得恒温晶振的时钟源输出趋于稳态， 从而具有响应速度快和适应性强的特点。
继续参考图9,第二测量信号的测量频率由fm＝counter/T确定，利用cntm、 cntm0、cntm1、cntm2和cntm3分别表示fm于不同时间段的测量值，第一存储单 元存储的第二测量信号的测量值用cntm表示，第二存储单元存储的第二测量 信号的测量值用cntm0表示，第三存储单元存储的第二测量信号的测量值用 cntm1表示，第四存储单元存储的第二测量信号的测量值用cntm2表示，第五存 储单元存储的第二测量信号的测量值用cntm3表示。由第一存储单元指向第五 存储单元的顺序上，cntm3为最旧的测量值，cntm为最新的测量值。式2：Δcnt0＝|cntm0-cntm|,其中，Δcnt0为第二存储单元存储的第二测量信号的测 量值与第一存储单元存储的第二测量信号的测量值差的绝对值。式3：Δ cnt1＝|cntm1-cntm0|,其中，Δcnt1为第三存储单元存储的第二测量信号的测 量值与第二存储单元存储的第二测量信号的测量值差的绝对值。式4：Δ cnt2＝|cntm2-cntm1|,其中，Δcnt2为第四存储单元存储的第二测量信号的测 量值与第三存储单元存储的第二测量信号的测量值差的绝对值。式5：Δcnt3＝|cntm3-cntm2|,其中，Δcnt3为第五存储单元存储的第二测量信号的测 量值与第四存储单元存储的第二测量信号的测量值差的绝对值。
如图8所示，结合校正状态机，对本实施例进行具体说明。
S1：根据第一闸门时间T1，获取多个第二测量信号的第一频率；可以理 解的是，第一频率为第二测量信号对应于第一闸门时间T1的测量频率，其由 上述式1：fm＝counter/T确定。且基于连续多个第一闸门时间T1分别获取多 个第一频率。T＝T1，第一闸门时间T1为10s，counter为计数值，fm为第一频 率。
基于相邻的两个第一频率的差的绝对值大于第一标准频率差值，采用第 一步进值对基准时钟信号的频率进行调整。
具体地，将相邻的两个第一频率的差的绝对值与第一标准频率差值进行 比较包括，参考图9可知，首个第一闸门时间T1内，获取的第一频率左移至 最左端，也可以理解为经连续四次赋值，其第一频率缓存于第五存储单元内， cntm3用于表示第五存储单元内的第一频率。第二个第一闸门时间T1获取的第 一频率缓存于第四存储单元内，cntm2用于表示第四存储单元内的第一频率。 第三个第一闸门时间T1获取的第一频率缓存于第三存储单元内，cntm1用于表 示第三存储单元内的第一频率。第四个第一闸门时间T1获取的第一频率缓存 于第二存储单元内，cntm0用于表示第二存储单元内的第一频率。第五个第一 闸门时间T1获取的第一频率缓存于第一存储单元内，cntm用于表示第五存储 单元内的第一频率。
相邻的两个第一频率的差的绝对值由式2、式3、式4和式5计算得出， 具体计算方式已在上述实施例中阐述，故不再赘述。利用式2、式3、式4 和式5计算得出的差的绝对值与第一标准频率差值进行比较，其中，Δcntm用于表示差的绝对值，m≥0。
进一步，上述连续的两个第一闸门时间T1的两个第一频率的差的绝对值 参与第一次比较(式5计算得出的差的绝对值参与第一次比较)，若相邻的两 个第一频率的差的绝对值大于第一标准频率差值，则利用第一步进值对基准 时钟信号的频率进行调整。待调整后，在第三个闸门时间T1内，对应获取一 个第一频率。将第二个第一闸门时间T1的第一频率与第三个第一闸门时间T1的第一频率做差(式4计算得出的差的绝对值参与第二次比较)，利用该差的 绝对值与第一标准频率差值进行比较。
以此类推，进行循环比较，直至相邻的两个第一频率的差的绝对值不大 于第一标准频率差值后，则不再利用第一步进值对基准时钟信号的频率进行 调整。可以理解的是，基于状态机S1，第二测量信号的第一频率逐渐收敛， 且逐渐接近第二测量信号的标准频率值，第二测量信号的标准频率值由条件 式f2＝N2f0确定。其中，f2＝2457600000Hz(245.76MHz×10s),f2的相邻两侧 测量结果的变化置信区间为±10，变化误差±50mHz，为实现50mHz以内的相 对变化，调节的第一步进值是5.04mHz(即第一步进值约为准确度的十分之 一)，fstep1用于表示第一步进值。
其中，第一标准频率差值由标准频率差值的条件式：fa＝bN2T确定，式中， 闸门时间T＝T1，即T1＝10，N2＝20，b＝50mHz(毫赫兹)(b为稳定性误差，其 取值由目标输出频率的稳定性确定，S1阶段实现输出频率稳定性小于 4.07E-9),则fa的数值为10。
本申请实施例中，一方面，根据第一测量信号对秒脉冲信号的有效识别， 并基于相邻的两个第一频率的差的绝对值与第一标准频率差值的比较，可初 步对恒温晶振(OCXO，恒温晶体振荡器)的频率输出进行判稳分析；另一方 面，基于相邻的两个第一频率的差的绝对值大于第一标准频率差值，利用第 一步进值对基准时钟信号的频率进行调整，直至第二测量信号的第一频率逐 渐收敛并接近第二测量信号的标准频率值，即起到了对基准时钟信号的频率 进行校正的作用。
S2：根据第二闸门时间T2，获取多个第二测量信号的第二频率；
可以理解的是，第二频率为第二测量信号对应于第二闸门时间T2的测量 频率，其由上述式1：fm＝counter/T确定。且基于连续的多个第二闸门时间 T2分别获取多个第二频率。T＝T2，第二闸门时间T2为10s，counter为计数值， fm为第二频率。
基于相邻的两个第二频率的差的绝对值大于第二标准频率差值以及第二 频率的误差大于第一准确度误差，采用第二步进值对基准时钟信号的频率进 行调整。
具体地，将相邻的两个第二频率的差的绝对值与第二标准频率差值进行 比较，以及第二频率的误差大于第一准确度误差进行比较包括，参考图9可 知，首个第二闸门时间T2内，获取的第二频率左移至最左端，也可以理解为 经连续四次赋值，其第二频率缓存于第五存储单元内，cntm3用于表示第五存 储单元内的第二频率。第二个第二闸门时间T2获取的第二频率缓存于第四存 储单元内，cntm2用于表示第四存储单元内的第二频率。第三个第二闸门时间 T2获取的第二频率缓存于第三存储单元内，cntm1用于表示第三存储单元内的第二频率。第四个第二闸门时间T2获取的第二频率缓存于第二存储单元内， cntm0用于表示第二存储单元内的第二频率。第五个第二闸门时间T2获取的第 二频率缓存于第一存储单元内，cntm用于表示第五存储单元内的第二频率。
相邻的两个第二频率的差的绝对值由式2、式3、式4和式5计算得出， 具体计算方式已在上述实施例中阐述，故不再赘述。利用式2、式3、式4 和式5计算得出的差的绝对值与第二标准频率差值进行比较。其中，第一准 确度误差由第二闸门时间T2确定，第一准确度误差用于表示第二测量信号的 第二频率与其标准频率之间的误差范围。
进一步，上述连续的两个第二闸门时间T2的两个第二频率的差的绝对值 参与第一次比较(式5计算得出的差的绝对值参与第一次比较)，若相邻的两 个第二频率的差的绝对值大于第二标准频率差值，以及第二频率的误差(cntm3与第二测量信号的标准频率值的差值，及cntm2与第二测量信号的标准频率值 的差值)大于第一准确度误差，则利用第二步进值对基准时钟信号的频率进 行调整。待调整后，在第三个闸门时间T2内，对应获取一个第二频率。将第 二个第二闸门时间T2的第二频率与第三个第二闸门时间T2的第二频率做差(式4计算得出的差的绝对值参与第二次比较)，利用该差的绝对值与第二标 准频率差值进行比较，以及将第三个第二闸门时间T2的第二频率的误差(cntm1与第二测量信号的标准频率值的差值)与第一准确度误差进行比较。
以此类推，进行循环比较，直至相邻的两个第二频率的差的绝对值不大 于第二标准频率差值，以及第二频率的误差不大于第一准确度误差，则不再 利用第二步进值对基准时钟信号的频率进行调整。可以理解的是，基于状态 机S2，第二测量信号的第二频率逐渐收敛，且逐渐接近第二测量信号的标准 频率值，第二测量信号的标准频率值由条件式f2＝N2f0确定。其中， f2＝2457600000Hz(245.76MHz×10s),f2的置信区间为2457600000Hz±3，第 一准确度误差±15mHz，为实现15mHz的准确度，调节的第二步进值是5mHz (即第二步进值为准确度的三分之一)，fstep2用于表示第二步进值。
其中，第二标准频率差值由标准频率差值的条件式：
fa＝bN2T确定，式中，闸门时间T＝T1，即T1＝10，N2＝20，b＝15mHz(毫赫 兹)(b为稳定性误差，其取值由目标输出频率的稳定性确定，S2阶段实现输 出频率稳定性小于1.22E-9),则fa的数值为3。
本申请实施例中，根据状态机S2对状态机S1输出的第二测量信号进行 更进一步调整，并基于相邻的两个第二频率的差的绝对值大于第二标准频率 差值，以及第二频率不大于第一准确度误差的比较，利用第二步进值对基准 时钟信号的频率进行调整，直至第二测量信号的第二频率逐渐收敛并接近第 二测量信号的标准频率值，从而进一步起到对基准时钟信号的频率进行校正 的作用，有利于基准时钟信号的频率输出趋于稳态。
S3：根据第三闸门时间T3，获取多个第二测量信号的第三频率；
可以理解的是，第三频率为第二测量信号对应于第三闸门时间T3的测量 频率，其由上述式1：fm＝counter/T确定。且基于连续的多个第三闸门时间 T3分别获取多个第三频率。T＝T3，第三闸门时间T3为50s，counter为计数值， fm为第三频率。
基于相邻的两个第三频率的差的绝对值大于第三标准频率差值以及第三 频率的误差大于第二准确度误差，采用第三步进值对基准时钟信号的频率进 行调整；
具体地，将相邻的两个第三频率的差的绝对值与第三标准频率差值进行 比较，以及第三频率的误差大于第二准确度误差进行比较包括，参考图9可 知，首个第三闸门时间T3内，获取的第三频率左移至最左端，也可以理解为 经连续四次赋值，其第三频率缓存于第五存储单元内，cntm3用于表示第五存 储单元内的第三频率。第二个第三闸门时间T3获取的第三频率缓存于第四存 储单元内，cntm2用于表示第四存储单元内的第三频率。第三个第三闸门时间 T3获取的第三频率缓存于第三存储单元内，cntm1用于表示第三存储单元内的第三频率。第四个第三闸门时间T3获取的第三频率缓存于第二存储单元内， cntm0用于表示第二存储单元内的第三频率。第五个第三闸门时间T3获取的第 三频率缓存于第一存储单元内，cntm用于表示第五存储单元内的第三频率。
相邻的两个第三频率的差的绝对值由式2、式3、式4和式5计算得出， 具体计算方式已在上述实施例中阐述，故不再赘述。利用式2、式3、式4 和式5计算得出的差的绝对值与第三标准频率差值进行比较。其中，第二准 确度误差由第三闸门时间T3确定，第二准确度误差用于表示第二测量信号的 第三频率与其标准频率之间的误差范围。
进一步，上述连续的两个第三闸门时间T3的两个第三频率的差的绝对值 参与第一次比较(式5计算得出的差的绝对值参与第一次比较)，若相邻的两 个第三频率的差的绝对值大于第三标准频率差值，以及第三频率的误差(cntm3与第二测量信号的标准频率值的差值，及cntm2与第二测量信号的标准频率值 的差值)大于第二准确度误差，则利用第三步进值对基准时钟信号的频率进 行调整。待调整后，在第三个闸门时间T3内，对应获取一个第三频率。将第 二个第三闸门时间T3的第三频率与第三个第三闸门时间T3的第三频率做差(式4计算得出的差的绝对值参与第二次比较)，利用该差的绝对值与第三标 准频率差值进行比较，以及将第三个第三闸门时间T3的第三频率的误差(cntm1与第二测量信号的标准频率值的差值)与第二准确度误差进行比较。
以此类推，进行循环比较，直至相邻的两个第三频率的差的绝对值不大 于第三标准频率差值，以及第三频率误差不大于第二准确度误差，则不再利 用第三步进值对基准时钟信号的频率进行调整。可以理解的是，基于状态机 S3，第二测量信号的第三频率逐渐收敛，且逐渐接近第二测量信号的标准频 率值，第二测量信号的标准频率值由条件式f2＝N2f0确定。其中， f2＝12288000000Hz(245.76MHz×50s),f2的置信区间为12288000000Hz±3， 第二准确度误差±3mHz，为实现3mHz的准确度，调节的第三步进值是0.92mHz (即第三步进值约为第二准确度误差的三分之一)，fstep3用于表示第三步进值。
其中，第三标准频率差值由标准频率差值的条件式：fa＝bN2T确定，式中，
fa＝bN2T确定，式中，闸门时间T＝T1，即T1＝50，N2＝20，b＝3mHz(毫赫兹) (b为稳定性误差，其取值由目标输出频率的稳定性确定，S3阶段实现输出 频率稳定性小于2.44E-10),则fa的数值为3。
本申请实施例中，根据状态机S3对状态机S2输出的第二测量信号进行 更进一步调整，并基于相邻的两个第三频率的差的绝对值大于第三标准频率 差值，以及第三频率大于第二准确度误差的比较，利用第三步进值对基准时 钟信号的频率进行调整，直至第二测量信号的第三频率逐渐收敛并接近第二 测量信号的标准频率值，从而进一步起到对基准时钟信号的频率进行校正的 作用，有利于基准时钟信号的频率输出趋于稳态。
S4：根据第四闸门时间T4，获取第二测量信号的第四频率；
可以理解的是，第四频率为第二测量信号对应于第四闸门时间T4的测量 频率，其由上述式1：fm＝counter/T确定。T＝T4，第四闸门时间T4为100s， counter为计数值，fm为第四频率。
基于获取的第二测量信号的第四频率，采用第四步进值对基准时钟信号 的频率进行调整。其中，f2＝24576000000Hz(245.76MHz×100s),调节的第 四步进值是0.46mHz，fstep4用于表示第四步进值。
本申请实施例中，根据状态机S4对状态机S3输出的第二测量信号进行 更进一步调整，并利用第四步进值对基准时钟信号的频率进行调整，有利于 基准时钟信号的频率输出趋于稳态，并输出高精度的基准时钟信号。
一些实施例中，基于计数大于counter，利用第四步进值对基准时钟信 号的频率进行下调一个步进调节，且当计数小于counter时，利用第四步进 值对基准时钟信号的频率进行上调一个步进，使其第二测量信号的频率调节 稳定性小于3.75E-11(0.46mHz/12.288MH≈3.74E-11)。
本申请实施例中，状态机S1到S3，每次状态切换，都是恒温晶振频率 输出准确度递增的，调整DAC模块的步进值是递减的，这样既保证了恒温晶 振频率调整精度，也加快了稳态调整的速度。
根据本发明的第二个方面,本发明提供了一种电磁接收机，包括倍频单元、 识别单元、统计单元和校正子模块。倍频单元用于将基准时钟信号倍频生成 第一测量信号和第二测量信号。
具体地，倍频单元为一种倍频器，利用倍频器将基准时钟信号倍频生成 第一测量信号和第二测量信号，第一测量信号和第二测量信号的倍频系数不 同，第二测量信号的倍频系数大于第一测量信号的倍频系数。其中，倍频器 为锁相环。
识别单元用于基于第一测量信号识别各秒脉冲信号(PPS)的上升沿，得 到闸门时间T；
具体地，识别单元利用第一测量信号对每一个秒脉冲信号(PPS)的上升 沿进行识别，根据多个秒脉冲信号的上升沿识别结果，确定出闸门时间T的 时间长度。
统计单元用于根据闸门时间T得到第二测量信号的频率。第二测量信号 的频率为基准时钟信号的倍频，基于上述确定的闸门时间T，利用频率计对 被测第二测量信号在一个闸门时间T内进行计数，得到被测第二测量信号的 计数值counter，那么被测第二测量信号的频率可以由式1计算得到，式1： fm＝counter/T，其中，fm表示为第二测量信号的频率。
校正子模块，用于至少基于得到的相邻两个第二测量信号的频率的差的 绝对值大于标准频率差值，对基准时钟信号的频率进行调整。其中，基准时 钟信号由电磁接收机的恒温晶振产生。
基于至少两个闸门时间T，并通过式1：fm＝counter/T，校正子模块计 算相邻的两个闸门时间T对应的两个第二测量信号的频率测量值，对相邻的 两个第二测量信号的频率测量值做差，其中，基于两个第二测量信号的频率 的差的绝对值大于标准频率差值的比较结果，对基准时钟信号的频率进行调 整。其中，标准频率差值根据第二测量信号的倍频系数、闸门时间T和测量 误差确定。
本申请实施例中，一方面，通过倍频单元将基准时钟信号倍频生成不同 频率的第一测量信号和第二测量信号，且第二测量信号的频率调的相对更高， 这样等效于提高了测量的闸门时间，提高了测量的精度。另一方面，第一测 量信号的频率为基准时钟信号的倍频，识别单元可以有效保证对PPS的上升 沿的识别，有效解决了PPS上升沿识别问题。再一方面，校正子模块通过两 个或者两个以上第二测量信号频率的差的绝对值，并基于第二测量信号频率 的差的绝对值与标准频率差值的比较，不仅可以得知当前恒温晶振输出是否平稳，还可以对基准时钟信号的频率进行调整。
如图11所示，图11为本申请实施例的结构图。电磁接收机包括GNSS 模块、恒温晶振(OCXO)、FPGA模块、控制模块和模数转换模块。GNSS模块 用于接收导航卫星的卫星信号，GNSS模块基于卫星信号生成秒脉冲信号。恒 温晶振用于提供基准时钟源，恒温晶振基于基准时钟源发送基准时钟信号。 FPGA模块分别与GNSS模块和恒温晶振连接，FPGA模块包括倍频单元、统计 单元、识别单元、存储单元和校正子模块。倍频单元为锁相环(PLL)，统计 单元为频率计，存储单元为移位寄存器。锁相环的输入端与恒温晶振的输出 端连接，锁相环的第一输出端与识别单元的输入端连接，锁相环的第二输出 端与频率计的输入端连接，频率计的输出端与存储单元的输入端连接，存储 单元(图中未示出)的输出端与校正子模块的输入端连接。
其中，锁相环用于将基准时钟信号倍频成形成第一测量信号和第二测量 信号，识别单元基于第一测量信号识别GNSS模块的各秒脉冲信号的上升沿形 成闸门时间T，频率计用于在闸门时间T内对第二测量信号进行计数，频率 计统计的各第二测量信号的频率值存储于存储单元内，校正子模块提取存储 单元内存储的各第二测量信号对应的频率测量值，至少基于得到的相邻两个 所述第二测量信号的频率的差的绝对值大于标准频率差值输出步进值。
控制模块的输入端与校正子模块的输出端连接，控制模块根据步进值输 出压控信号。模数转换模块与控制模块的输出端连接，模数转换模块的输出 端与恒温晶振的控制端连接，数模转换器模块用于将压控信号转换为模拟压 控电压，以对基准时钟信号的频率进行调整。
进一步，导航卫星构成导航系统，导航系统在具有四颗或更多导航卫星 下能够向地球表面或者近地球表面提供准确的地理和时间信息，利用GNSS 模块获取导航卫星的卫星信号。GNSS模块基于获取的卫星信号生成秒脉冲信 号(PPS)，PPS信号具有长期稳定性。
恒温晶振(OCXO，恒温晶体振荡器)用于提供基准时钟源，恒温晶振(OCXO， 恒温晶体振荡器)是利用恒温装置使石英晶体谐振器的温度保持稳定，将由 周围温度变化引起的振荡器输出频率变化量减小的晶体振荡器，恒温晶振 (OCXO，恒温晶体振荡器)通常有一个电压控制管脚用来调节恒温装置的温 度，进而实现对恒温晶体振荡器(OCXO，恒温晶体振荡器)输出频率的控制， 恒温晶振(OCXO，恒温晶体振荡器)的频率输出具有短期稳定性。其中，恒 温晶振(OCXO，恒温晶体振荡器)基于基准时钟源发送基准时钟信号。
一些实施例中，倍频单元将基准时钟信号按条件式f1＝N1f0进行倍频，得 到第一测量信号，f0为基准时钟信号的频率，f1为第一测量信号的频率，N1为正整数。及倍频单元将基准时钟信号按条件式f2＝N2f0进行倍频，得到第二 测量信号，f2为第二测量信号的频率，N2为正整数。其中，基准时钟信号的 频率f0的取值范围为5-50MHz，第一测量信号的频率f1≤62.5MHz，正整数 N2＝nN1，且4≤n≤16。
进一步，标准频率差值满足条件式：fa＝bN2T，式中，fa为标准频率差值， b为稳定性误差，N2为第二测量信号的倍频系数，T为闸门时间。
另一些实施例中，校正子模块包括第一校正单元，第一校正单元包括第 一获取子单元和第一调节子单元。
第一获取子单元根据第一闸门时间T1，获取多个第二测量信号的第一频 率；可以理解的是，第一频率为第二测量信号对应于第一闸门时间T1的测量 频率，其由上述式1：fm＝counter/T确定。且基于连续多个第一闸门时间T1分别获取多个第一频率。Counter为计数值，fm为频率测量值，T为闸门时间。
第一调节子单元基于相邻的两个第一频率的差的绝对值大于第一标准频 率差值，采用第一步进值对基准时钟信号的频率进行调整。
具体地，将相邻的两个第一频率的差的绝对值与第一标准频率差值进行 比较包括，在首个第一闸门时间T1内，对应获取一个第一频率，在第二个第 一闸门时间T1内，对应获取一个第一频率。
进一步，上述连续的两个第一闸门时间T1的两个第一频率的差的绝对值 参与第一次比较，若相邻的两个第一频率的差的绝对值大于第一标准频率差 值，则利用第一步进值对基准时钟信号的频率进行调整。待调整后，在第三 个闸门时间T1内，对应获取一个第一频率。将第二个第一闸门时间T1的第一 频率与第三个第一闸门时间T1的第一频率做差，利用该差的绝对值与第一标 准频率差值进行比较。
以此类推，进行循环比较，直至相邻的两个第一频率的差的绝对值不大 于第一标准频率差值后，则不再利用第一步进值对基准时钟信号的频率进行 调整。可以理解的是，基于第一调节子单元，第二测量信号的第一频率逐渐 收敛，且逐渐接近第二测量信号的标准频率值，第二测量信号的标准频率值 由条件式f2＝N2f0确定。
其中，第一标准频率差值由标准频率差值的条件式：fa＝bN2T确定，式中， 闸门时间T＝T1。
本申请实施例中，一方面，根据识别单元利用第一测量信号对秒脉冲信 号的有效识别，并根据第一校正单元基于相邻的两个第一频率的差的绝对值 与第一标准频率差值的比较，可初步对恒温晶振(OCXO，恒温晶体振荡器) 的频率输出进行判稳分析。另一方面，根据第一调节子单元基于相邻的两个 第一频率的差的绝对值大于第一标准频率差值，利用第一步进值对基准时钟 信号的频率进行调整，直至第二测量信号的第一频率逐渐收敛并接近第二测 量信号的标准频率值，即起到了对基准时钟信号的频率进行校正的作用。
一些实施例中，校正子模块还包括第二校正单元，第二校正单元包括第 二获取子单元和第二调节子单元。
第二获取子单元根据第二闸门时间T2，获取多个第二测量信号的第二频 率；
可以理解的是，第二频率为第二测量信号对应于第二闸门时间T2的测量 频率，其由上述式1：fm＝counter/T确定。且基于连续的多个第二闸门时间 T2分别获取多个第二频率。
第二调节子单元基于相邻的两个第二频率的差的绝对值大于第二标准频 率差值以及第二频率的误差大于第一准确度误差，采用第二步进值对基准时 钟信号的频率进行调整；
具体地，将相邻的两个第二频率的差的绝对值与第二标准频率差值进行 比较，以及第二频率的误差大于第一准确度误差进行比较包括，在首个第二 闸门时间T2内，对应获取一个第二频率，在第二个第二闸门时间T2内，对应 获取一个第二频率。其中，第一准确度误差由第二闸门时间T2确定，第一准 确度误差用于表示第二测量信号的第二频率与其标准频率之间的误差范围。
进一步，上述连续的两个第二闸门时间T2的两个第二频率的差的绝对值 参与第一次比较，若相邻的两个第二频率的差的绝对值大于第二标准频率差 值，以及第二频率的误差大于第一准确度误差，则利用第二步进值对基准时 钟信号的频率进行调整。待调整后，在第三个闸门时间T2内，对应获取一个 第二频率。将第二个第二闸门时间T2的第二频率与第三个第二闸门时间T2的第二频率做差，利用该差的绝对值与第二标准频率差值进行比较，以及将 第三个第二闸门时间T2的第二频率的误差与第一准确度误差进行比较。
以此类推，进行循环比较，直至相邻的两个第二频率的差的绝对值不大 于第二标准频率差值，以及第二频率误差不大于第一准确度误差，则不再利 用第二步进值对基准时钟信号的频率进行调整。可以理解的是，基于第二调 节子单元，第二测量信号的第二频率逐渐收敛，且逐渐接近第二测量信号的 标准频率值，第二测量信号的标准频率值由条件式f2＝N2f0确定。
其中，第二标准频率差值由标准频率差值的条件式：fa＝bN2T确定，式中， 闸门时间T＝T2。
本申请实施例中，根据第二校正单元对第一校正单元输出的第二测量信 号进行更进一步调整，并根据第二调整子单元基于相邻的两个第二频率的差 的绝对值大于第二标准频率差值，以及第二频率不大于第一准确度误差的比 较，利用第二步进值对基准时钟信号的频率进行调整，直至第二测量信号的 第二频率逐渐收敛并接近第二测量信号的标准频率值，从而进一步起到对基 准时钟信号的频率进行校正的作用，有利于基准时钟信号的频率输出趋于稳 态。
一些实施例中，闸门时间T2等于闸门时间T1，第二步进值等于第一步进 值。
另一些实施例中，校正子模块还包括第三校正单元，第三校正单元包括 第三获取子单元和第三调节子单元。
第三获取子单元根据第三闸门时间T3，获取多个第二测量信号的第三频 率；
可以理解的是，第三频率为第二测量信号对应于第三闸门时间T3的测量 频率，其由上述式1：fm＝counter/T确定。且基于连续的多个第三闸门时间 T3分别获取多个第三频率。
第三调节子单元基于相邻的两个第三频率的差的绝对值大于第三标准频 率差值以及第三频率的误差大于第二准确度误差，采用第三步进值对基准时 钟信号的频率进行调整；
具体地，将相邻的两个第三频率的差的绝对值与第三标准频率差值进行 比较，以及第三频率的误差大于第二准确度误差进行比较包括，在首个第三 闸门时间T3内，对应获取一个第三频率，在第二个第三闸门时间T3内，对应 获取一个第三频率。其中，第二准确度误差由第三闸门时间T3确定，第二准 确度误差用于表示第二测量信号的第三频率与其标准频率之间的误差范围。
进一步，上述连续的两个第三闸门时间T3的两个第三频率的差的绝对值 参与第一次比较，若相邻的两个第三频率的差的绝对值大于第三标准频率差 值，以及第三频率的误差大于第二准确度误差，则利用第三步进值对基准时 钟信号的频率进行调整。待调整后，在第三个闸门时间T3内，对应获取一个 第三频率。将第二个第三闸门时间T3的第三频率与第三个第三闸门时间T3的第三频率做差，利用该差的绝对值与第三标准频率差值进行比较，以及将 第三个第三闸门时间T3的第三频率的误差与第二准确度误差进行比较。
以此类推，进行循环比较，直至相邻的两个第三频率的差的绝对值不大 于第三标准频率差值，以及第三频率误差不大于第二准确度误差，则不再利 用第三步进值对基准时钟信号的频率进行调整。可以理解的是，基于第三调 节子单元，第二测量信号的第三频率逐渐收敛，且逐渐接近第二测量信号的 标准频率值，第二测量信号的标准频率值由条件式f2＝N2f0确定。
其中，第三标准频率差值由标准频率差值的条件式：fa＝bN2T确定，式中， 闸门时间T＝T3。
本申请实施例中，根据第三校正单元对第二校正单元输出的第二测量信 号进行更进一步调整，并根据第三调节子单元基于相邻的两个第三频率的差 的绝对值大于第三标准频率差值，以及第三频率大于第二准确度误差的比较， 利用第三步进值对基准时钟信号的频率进行调整，直至第二测量信号的第三 频率逐渐收敛并接近第二测量信号的标准频率值，从而进一步起到对基准时 钟信号的频率进行校正的作用，有利于基准时钟信号的频率输出趋于稳态。
一些实施例中，闸门时间T3大于闸门时间T2，第三步进值小于第二步进 值。
在一些实施例中，校正子模块还包括第四校正单元，第四校正单元包括 第四获取子单元和第四调节子单元：
第四获取子单元根据第四闸门时间T4，获取第二测量信号的第四频率；
可以理解的是，第四频率为第二测量信号对应于第四闸门时间T4的测量 频率，其由上述式1：fm＝counter/T确定。
第四调节子单元基于获取的第二测量信号的第四频率，采用第四步进值 对基准时钟信号的频率进行调整。
本申请实施例中，根据第四校正单元对第三校正单元输出的第二测量信 号进行更进一步调整，并利用第四步进值对基准时钟信号的频率进行调整， 有利于基准时钟信号的频率输出趋于稳态。
其中，闸门时间T4大于闸门时间T3，第四步进值小于第三步进值。
应当理解的是，本发明的上述具体实施方式仅仅用于示例性说明或解释 本发明的原理，而不构成对本发明的限制。因此，在不偏离本发明的精神和 范围的情况下所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保 护范围之内。此外，本发明所附权利要求旨在涵盖落入所附权利要求范围和 边界、或者这种范围和边界的等同形式内的全部变化和修改例。

Claims (6)

1.一种恒温晶振的实时校正方法，其特征在于，包括：
将基准时钟信号倍频生成第一测量信号和第二测量信号；
基于所述第一测量信号识别各秒脉冲信号的上升沿，得到闸门时间T；
根据所述闸门时间T得到所述第二测量信号的频率；
至少基于得到的相邻两个所述第二测量信号的频率的差的绝对值大于标准频率差值，对所述基准时钟信号的频率进行调整；
其中，所述将基准时钟信号倍频形成第一测量信号和第二测量信号，包括：
将所述基准时钟信号按条件式f1＝N1f0进行倍频，得到所述第一测量信号，f0为所述基准时钟信号的频率，f1为所述第一测量信号的频率，N1为正整数；
将所述基准时钟信号按条件式f2＝N2f0进行倍频，得到所述第二测量信号，f2为所述第二测量信号的频率，N2为正整数；
其中，所述基准时钟信号的频率f0的取值范围为5-50MHz，所述第一测量信号的频率f1≤62.5MHz，正整数N2＝nN1，且4≤n≤16；
所述对所述基准时钟信号的频率进行调整，包括：
根据第一闸门时间T1，获取多个第二测量信号的第一频率；
基于相邻的两个所述第一频率的差的绝对值大于第一标准频率差值，采用第一步进值对所述基准时钟信号的频率进行调整；待调整后，在第三个闸门时间T1内，对应获取一个第一频率；将第二个第一闸门时间T1的第一频率与第三个第一闸门时间T1的第一频率做差，利用该差的绝对值与第一标准频率差值进行比较；以此类推，进行循环比较，直至相邻的两个第一频率的差的绝对值不大于第一标准频率差值后，则不再利用第一步进值对基准时钟信号的频率进行调整；
其中，采用第一步进值对所述基准时钟信号的频率进行调整，至相邻的两个所述第一频率的差的绝对值不大于第一标准频率差值之后，对所述基准时钟信号的频率进行调整，还包括：
根据第二闸门时间T2，获取多个第二测量信号的第二频率；
基于相邻的两个所述第二频率的差的绝对值大于第二标准频率差值以及所述第二频率的误差大于第一准确度误差，采用第二步进值对所述基准时钟信号的频率进行调整；其中，所述闸门时间T2等于所述闸门时间T1，所述第二步进值等于所述第一步进值；
其中，设计一个频率计和移位寄存器，频率计用于统计各闸门时间内第二测量信号的频率；移位寄存器包括五个存储单元，移位寄存器满足先入先出存储规则，即第一存储单元用于初始存储，且第二测量信号的测量值按照第一存储单元指向第五存储单元的顺序依次左移；五个存储单元可以存储五个第二测量信号的测量值，相邻两次第二测量信号的测量值参与求差运算，五个第二测量信号的测量值满足四次求差运算。
2.如权利要求1所述的恒温晶振的实时校正方法，其特征在于，采用第二步进值对所述基准时钟信号的频率进行调整，至相邻的两个所述第二频率的差的绝对值不大于第二标准频率差值，且所述第二频率的误差不大于第一准确度误差之后，对所述基准时钟信号的频率进行调整，还包括：
根据第三闸门时间T3，获取多个第二测量信号的第三频率；
基于相邻的两个所述第三频率的差的绝对值大于第三标准频率差值以及所述第三频率的误差大于第二准确度误差，采用第三步进值对所述基准时钟信号的频率进行调整；
其中，所述闸门时间T3大于所述闸门时间T2，所述第三步进值小于所述第二步进值。
3.如权利要求2所述的恒温晶振的实时校正方法，其特征在于，采用第三步进值对所述基准时钟信号的频率进行调整，至相邻的两个所述第三频率的差的绝对值不大于第三标准频率差值，且所述第三频率的误差不大于第二准确度误差之后，对所述基准时钟信号的频率进行调整，还包括：
根据第四闸门时间T4，获取第二测量信号的第四频率；
基于获取的所述第二测量信号的所述第四频率，采用第四步进值对所述基准时钟信号的频率进行调整；
其中，所述闸门时间T4大于所述闸门时间T3，所述第四步进值小于所述第三步进值。
4.一种电磁接收机，其特征在于，包括：
倍频单元，用于将基准时钟信号倍频生成第一测量信号和第二测量信号；
识别单元，基于所述第一测量信号识别各秒脉冲信号的上升沿，得到闸门时间T；
统计单元，根据所述闸门时间T得到所述第二测量信号的频率；
校正子模块，至少基于得到的相邻两个所述第二测量信号的频率的差的绝对值大于标准频率差值，对所述基准时钟信号的频率进行调整；
所述倍频单元将所述基准时钟信号按条件式f1＝N1f0进行倍频，得到所述第一测量信号，f0为所述基准时钟信号的频率，f1为所述第一测量信号的频率，N1为正整数；及
所述倍频单元将所述基准时钟信号按条件式f2＝N2f0进行倍频，得到所述第二测量信号，f2为所述第二测量信号的频率，N2为正整数；
其中，所述基准时钟信号的频率f0的取值范围为5-50MHz，所述第一测量信号的频率f1≤62.5MHz，正整数N2＝nN1，且4≤n≤16；
所述校正子模块包括第一校正单元，所述第一校正单元包括：
第一获取子单元，根据第一闸门时间T1，获取多个第二测量信号的第一频率；
第一调节子单元，基于相邻的两个所述第一频率的差的绝对值大于第一标准频率差值，采用第一步进值对所述基准时钟信号的频率进行调整；待调整后，在第三个闸门时间T1内，对应获取一个第一频率；将第二个第一闸门时间T1的第一频率与第三个第一闸门时间T1的第一频率做差，利用该差的绝对值与第一标准频率差值进行比较；以此类推，进行循环比较，直至相邻的两个第一频率的差的绝对值不大于第一标准频率差值后，则不再利用第一步进值对基准时钟信号的频率进行调整；
所述校正子模块还包括第二校正单元，所述第二校正单元包括：
第二获取子单元，根据第二闸门时间T2，获取多个第二测量信号的第二频率；
第二调节子单元，基于相邻的两个所述第二频率的差的绝对值大于第二标准频率差值以及所述第二频率的误差大于第一准确度误差，采用第二步进值对所述基准时钟信号的频率进行调整；
其中，所述闸门时间T2等于所述闸门时间T1，所述第二步进值等于所述第一步进值；
其中，设计一个频率计和移位寄存器，频率计用于统计各闸门时间内第二测量信号的频率；移位寄存器包括五个存储单元，移位寄存器满足先入先出存储规则，即第一存储单元用于初始存储，且第二测量信号的测量值按照第一存储单元指向第五存储单元的顺序依次左移；五个存储单元可以存储五个第二测量信号的测量值，相邻两次第二测量信号的测量值参与求差运算，五个第二测量信号的测量值满足四次求差运算。
5.如权利要求4所述的电磁接收机，其特征在于，所述校正子模块还包括第三校正单元，所述第三校正单元包括：
第三获取子单元，根据第三闸门时间T3，获取多个第二测量信号的第三频率；
第三调节子单元，基于相邻的两个所述第三频率的差的绝对值大于第三标准频率差值以及所述第三频率的误差大于第二准确度误差，采用第三步进值对所述基准时钟信号的频率进行调整；
其中，所述闸门时间T3大于所述闸门时间T2，所述第三步进值小于所述第二步进值。
6.如权利要求5所述的电磁接收机，其特征在于，所述校正子模块还包括第四校正单元，所述第四校正单元包括：
第四获取子单元，根据第四闸门时间T4，获取第二测量信号的第四频率；
第四调节子单元，基于获取的所述第二测量信号，采用第四步进值对所述基准时钟信号的频率进行调整；
其中，所述闸门时间T4大于所述闸门时间T3，所述第四步进值小于所述第三步进值。
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