授時是衛星導航系統的重要功能,授時精度與定位精度、測速精度一起被稱為導航定位系統的三大指標。本篇專業GNSS授時模塊研發廠家SKYLAB就簡單為大家介紹GPS/北斗授時模塊是怎樣實現授時功能的?
我們想要得到高精度的導航定位結果,就需要對時間測量得很準的設備,這個在衛星上主要是通過星載原子鐘得到的,星載原子鐘包括氫原子鐘、銣鐘等設備,原子鐘的原理是:原子中的電子從一個能級躍遷到另一個能級的時候頻率很穩定,以這個頻率作為鐘擺就能得到非常精準的時間。
這個時鐘能夠讓各個衛星之間保持高精準的時間同步,并且各自的時間起始時刻能夠對的很準。考慮到用戶和衛星的鐘差,所以通常至少需要四顆衛星才能實現導航定位,而當用戶解算出來自己和衛星的鐘差之后就可以校正自己本地的時鐘,將其和衛星的非常精準的時鐘同步到同一個時刻,這個過程也叫做授時。
GPS授時:GPS授時模塊在任意時刻能同時接收其視野范圍內4~8顆衛星的信號,其內部硬件電路和軟件通過對接收到的信息進行編碼和處理,能從中提取并輸出兩種時間信號:一個是間隔為1秒的同步脈沖信號1PPS,其脈沖前沿與UCT的同步誤差不超過1ns,二是包括在串口輸出信息中的UCT絕對時間(年、月、日、時、分、秒),它是與1PPS脈沖想對應的。一旦天線位置固定下來,它只需要接收一顆衛星的信號變可維持其精密的時間輸出。
北斗授時:北斗授時類似于GPS授時,也是衛星授時的一種,采用中國的北斗導航系統進行高精度授時。北斗授時模塊授時原理:北斗衛星系統中的高精度原子鐘的準確時間發送給北斗授時模塊,通過北斗授時模塊的PPS(秒脈沖)輸出腳輸出給用戶使用,目前北斗授時模塊的pps精度能達到10ns。
高精度GNSS授時模塊
SKYLAB針對基站、電力、通訊等應用推出了一系列高精度GPS授時模塊SKG12AT/SKG17AT,北斗授時模塊SKG12DT/SKG17DT,此系列模塊可以使用EASY,EPO等輔助功能,在弱信號環境下也能提供優異的定位性能,極大縮短首次定位時間。需要注意的是,SKYLAB定位模塊定位后輸出的時間是UTC時間,但是定位模塊獲取的時間實際上是GPS時或者北斗時,此時需要從GPS時或者北斗時換算成UTC時再輸出,因此定位模塊需要知道GPS時或者北斗時和UTC的時間差——我司通常稱這個差值為閏秒修正值或者跳秒數。
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