与偏 移寄存器的值的和作为Ipps产生的总控制计数。
[0021 ] Ipps信号的产生依赖本地控制计数，在每个系统时钟到来时，本地控制计数进行 加1运算，当本地控制计数的值等于总控制计数时产生IP P s信号，同时本地控制计数值清 零，之后Ipps信号的产生重复该过程，每秒出一个Ipps信号。
[0022] 统计Ipps信号与基准信号的偏差值，可以对偏差值进行均值、方差、抖动范围的计 算，这些值反应了此授时控制方法的稳定性和准确性，即卫星接收机的授时性能。
[0023] 步骤二中计算本地钟差^具体包括如下步骤： 步骤201)、通过天线捕获和跟踪北斗卫星信号从而获取以下观测量信息:发射时间&:、 卫星坐标Ili 、卫星钟差__、电离层时延f |_|、对流层时延\@、相对论时延:|_，并 通过卫星接收机定位获取本地坐标:? ;_i，计算星地距离传输时延^|;
步骤202)计算本地时间:1:::1,:傭1??:::丨:||尊;单位为s; 步骤203)通过本地时间备和发射时间:?:计算伪距H : ;其中C为光速;伪 距用来表示表示卫星信号空间传输距离，即传输时间与光速的乘积，是进行本地位置解算 和定时本地钟差计算的基础，伪距的计算可通过本地时间减去发射时间来计算； 步骤204)通过伪距P和时延计算本地钟差ta: L ^ 位为s。本地钟差是反映本地时标和系统时时间差的量，伪距观测量为本地时标和经过空间 传输的卫星时标的差值，因此伪距等效时延减去星地距离传输时延、电离层、对流层，再加 上相对论、卫星钟差时延等，就是本地钟差。
[0024] 步骤六中通过如下方法计算比例系数II: 步骤A)系统上电时，预设比例系数Kp初始值，变化因子b，比例系数趋近值a，其中0〈b <1; 步骤B)每时间间隔T秒，计算比例系数KyfCpiKpb+a。其中比例系数If初始值范围为 [30，100]。比例系数趋近值a的取值范围为[10,20]。变化因子b=0.9;时间间隔T=1秒。Kp的 选取决定了相位调整的速度，取值越大，调整的越快，但精度会有损失，因此本方法选取了 折中的方法进行取值。Il取值在初始值的基础上逐渐减小，最终趋于a。
[0025] 本地IPPS分频数N为2的X次方，X为任意一个正整数。
[0026]本发明公开了一种稳态误差补偿的卫星接收机授时控制方法，当系统接收正常 时，在控制字计算时刻获取本地钟差，根据本地钟差重新调整控制字计算时刻及控制字执 行时刻，即改变写PPS寄存器的TIC计数器值，在控制字计算时刻对采样脉冲编号清零，使本 地IPPS信号与基准信号的偏差减小到1/N秒之内，本方法采用铯钟的输出信号为基准信号。 本发明对相位控制字采用比例控制进行调整，然后实时监测比例控制的稳态误差，在稳态 误差达到设定门限后把稳态误差作为控制分量加入总体控制字中以消除稳态误差。本发明 提供一种稳态误差补偿的卫星接收机授时控制方法，此控制算法稳定可靠，且避免了因频 率积分控制带来的超调问题。
[0027]本发明方案所公开的技术手段不仅限于上述实施方式所公开的技术手段，还包括 由以上技术特征任意组合所组成的技术方案。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员 来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为 本发明的保护范围。
【主权项】
1. 一种稳态误差补偿的卫星接收机授时控制方法，其特征在于:包括如下步骤： 步骤一、设置本地IPPS分频数为N，初始化本地采样脉冲编号踩t，;.和卫星接收机TIC计 数器值TiCauni; 步骤二、通过天线捕获和跟踪北斗卫星信号，采集卫星信号中的观测信息，根据本地时 间和观测信息计算本地钟差t。； 步骤S、本地采样脉冲编号力日1模N、卫星接收机TIC计数器值了乾。胃立日1模N，判断 本地采样脉冲编号。.是否等于N-I，若是，转到步骤四;若否，转到步骤二； 步骤四、计算N次本地钟差it。前加权平均值S。: t。.:二.城寺，里端心寺.….手:-切.-!t細 Xg、邸?? Xjf-I为预设的本地钟差加权系数,苗8、t。：!…特知3为瓣ks?a=0、1、2......N-I时计算得 到的M直； 步骤五、根据本地钟差加权平均值t;调整下一次控制字计算时刻及控制字执行时刻，定 义控制字计算时刻TIC计数器值Tk。。。,,为通过卫星信号计算控制字&时的TIC计数器值;定 义控制字执行时亥IjTIC计数器值Tfc。。。,2为将控制字和写入PI^偏移寄存器时的TIC计数器值 步骤501)计算本地钟差力贩平均值额数倍数M:M=;彻T顆驟f苗接算兰踩棘诚辞心明 步骤502)计算下一次控制字执行时刻TIC计数器值巧 做。。姑=巧時。加 激专靖数游； 步骤503)计算下一次控制字计算时刻TIC计数器值T鞍。>=+姑鐵获 步骤六、根据本地钟差加权平均值^和比例系数裝9:计算控制字值码，在上述下一次控 制字执行时刻，将控制字&写入PPS偏移寄存器;在上述下一次控制字计算时刻，将采样脉 冲编号滿零，重复执行步骤二、S、四和六； 步骤屯、根据本地控制计数、卫星接收机系统时钟频率和PPS偏移寄存器的值，每秒输 出一个IPPS脉冲信号。2. 根据权利要求1所述的一种稳态误差补偿的卫星接收机授时控制方法，其特征在于： 步骤六中计算控制字Fp具体包括如下步骤： 步骤601)计算控制字稳：％ -赖始嫌鲜毎*较妇;其中INTEG邸[.]是对括号内的值取 整数。3. 根据权利要求1所述的一种稳态误差补偿的卫星接收机授时控制方法，其特征在于： 步骤六中计算控制字跨具体包括如下步骤： 步骤601)计算控制字玲:％二城孤技躁r每*馬];其中1^666即.]是对括号内的值取 整数； 步骤602)检测本地钟差的一次差分的绝对值是否小于等于本地钟差一次差分口限值 拓，若是，转到步骤603); 步骤603 )把当前控制字玲赋给稳态误差町，即1?=?; 步骤6〇4)重新计算控制字:Fp二Fb斗饼TE嘘轉按史]。4. 根据权利要求1所述的一种稳态误差补偿的卫星接收机授时控制方法，其特征在于： 步骤屯具体包括如下步骤： 步骤701)若卫星接收机的系统时钟频率为F Hz，设置PI^基准寄存器的值玲=尸； 步骤702 )每1/F秒本地控制计数C加1; 步骤703)检测本地控制计数C是否等于PI^基准寄存器的值玲和?!^偏移寄存器的值挺 的和，若是，输出一个Ipps脉冲信号，同时本地控制计数C值清零，转到步骤702);若否，直接 转到步骤702)。5. 根据权利要求1所述的一种稳态误差补偿的卫星接收机授时控制方法，其特征在于： 步骤二中计算本地钟差^具体包括如下步骤： 步骤201)、通过天线捕获和跟踪北斗卫星信号从而获取W下观测量信息：发射时间私:、 卫星坐标{兴，>，2，22；)、卫星钟差馬36.、电离层时延S、。。。、对流层时延S細P、相对论时延唉皆， 并通过卫星接收机定位获取本地坐标(5%，狗，：3為，计算星地距离传输时延瑣；步骤202)计算本地时间龄:? =辦每。* i鄉;单位为S; 步骤203)通过本地时间&和发射时间起计算伪距装：扭二埃;一起麥*嗦;其中C为光速； 步骤204)通过伪距P和时延计算本地钟差t;。: Cu. 知- Sg;-礙WP..-马。。.。争.五由，.手.SsiK授G; 单位为S。6. 根据权利要求1所述的一种稳态误差补偿的卫星接收机授时控制方法，其特征在于： 步骤六中通过如下方法计算比例系数耗P: 步骤A)系统上电时，预设比例系数縣初始值，变化因子b，比例系数趋近值曰，其中0<b< 1; 步骤B)每时间间隔T秒，计算比例系数秘:縣=棋冲+曰。7. 根据权利要求6所述的一种稳态误差补偿的卫星接收机授时控制方法，其特征在于： 其中比例系数码> 初始值范围为[30,100]。8. 根据权利要求6所述的一种稳态误差补偿的卫星接收机授时控制方法，其特征在于： 其中比例系数趋近值a的取值范围为[10,20]。9. 根据权利要求6所述的一种稳态误差补偿的卫星接收机授时控制方法，其特征在于： 其中变化因子b=0.9;时间间隔T=I秒。10. 根据权利要求1或2所述的一种稳态误差补偿的卫星接收机授时控制方法，其特征 在于:本地IPPS分频数N为2的X次方，X为任意一个正整数。
【专利摘要】本发明公开了一种稳态误差补偿的卫星接收机授时控制方法，对相位控制字采用比例控制进行调整，然后实时监测比例控制的稳态误差，在稳态误差达到设定门限后把稳态误差作为控制分量加入总体控制字中以消除稳态误差。当系统接收正常时，在控制字计算时刻获取本地钟差，根据本地钟差重新调整控制字计算时刻及控制字执行时刻，即改变写PPS寄存器的TIC计数器值，在控制字计算时刻对采样脉冲编号清零，使本地1PPS信号与基准信号的偏差减小到1/N秒之内，本方法采用铯钟的输出信号为基准信号。本发明提供一种稳态误差补偿的卫星接收机授时控制方法，此控制算法稳定可靠，且避免了因频率积分控制带来的超调问题。
【IPC分类】H04B7/185, G05B13/04, H04J3/06
【公开号】CN105591708
【申请号】CN201510972089
【发明人】贾小波, 刘洁, 张筱南, 吴淑琴, 邹世合
【申请人】郑州威科姆科技股份有限公司
【公开日】2016年5月18日
【申请日】2015年12月22日