[实用新型]加速GPS信号捕获的实时时钟电路

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种全球定位系统(GPS)接收机的实时时钟电路。具体说是一种加速GPS信号定位的一种实时时钟电路。

背景技术

GPS准确的定位需要本地接收机具有精确的实时时间。我们要获得伪距测量相关的准确的卫星位置，并且需要获得GPS接收机和每个卫星之间的信号传输时间来确定伪距的测量值。GPS信息的时钟时间是在卫星上精确同步的绝对时间信号。接收机性能指标中最重要的就是定位时间，而且在许多关键的领域，定位时间是至关重要的。接收机的定位时间长短是由接收机本身的设计决定的，并且是用户选择GPS接收机要考虑的关键因素。

现有的GPS接收机通常使用只有1秒分辨率的实时时钟电路，而且无法和GPS接收器内部时基精确同步。从而一旦设备上电，该GPS接收机被迫直接从卫星信号中重新获得时间。而且市场上定位时间最短的GPS接收机在上电以后一般也要10-15秒才能完成第一个定位信息。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种加速GPS信号定位的高精度实时时钟电路。

本实用新型是采取如下技术方案予以实现的：一种加速GPS信号捕获的实时时钟电路，包括下述模块：

一个在预定速率下生成周期时钟脉冲的低功率振荡器；

一个N-比特计数器，对上述低功率振荡器作出响应，每秒生成一个脉冲信号；

一个M-比特计数器，对上述每秒生成的一个脉冲信号作出响应，生成一个明确的时钟计数；

一个快速存储器，用于GPS接收机关机时防止数据丢失；

一个备用电源用于保持上述各模块的正常运行；

其特征在于，还包括一个触发器，该触发器的一个输入接口连接GPS接收机的接收器时基至导航跟踪处理器的连线上；另一个输入接口连接N-比特计数器；输出接口连接导航跟踪处理器3；该触发器用于每毫秒对N-比特计数器的数据进行读取。

在上述方案中，还可包括一个设置在低功耗振荡器旁的温度传感器，该温度传感器连接到GPS接收机的导航跟踪处理器；所述的快速存储器为非易失性存储器。

本实用新型在接收机可以获得卫星的位置和时间精确值时，GPS接收机给改进的实时时钟电路传递一个时间参考信号。一旦精确时间值在接收机中同步下来，这个值会在位置误差方面有个很小的影响；直到接收机再次从卫星测量时重新收集精确GPS时间。因此这个绝对时间也就是GPS接收机的接收器时基中未知的时钟偏差在上电之后可以成为一个精确的时间参数，并且在位置计算开始前避免从卫星广播数据中获得精确时间，因此缩短了定位时间。本实用新型利用改进的实时时钟电路可以在接收机已经启动的情况下，使定位时间缩短到1秒以内。

附图说明

图1显示了GPS接收机的设计框图，突出现有接收机的实时时钟电路。

图2显示了本实用新型改进的实时时钟电路结构框图。

具体实施方式

如图1所示，现有的GPS接收机的实时时钟电路包括一个运行在相对低频率(32.768kHz)的低功率(0.5mW)振荡器5、一个快速存储器9、2个产生1秒计数的计数器6，7，一个独立的备用电源8用来保持实时时钟电路各模块的正常运行。

外围GPS接收机包括一个射频处理模块1，将射频信号变成基带信号；一个数字信号处理块2，用来对数字信号执行高速信号处理，例如同步和CDMA信号解扩，估计和去除信号多普勒或载波相位等；一个导航跟踪处理器3，进行有关的控制，导航跟踪处理器3也用数字信号处理技术控制软件中的获取和跟踪函数。

当得到GPS卫星位置后，接收机用卫星的已解码精确时间来推断接收器时基4的时间偏差，在获得位置信号后，精确时间作为导航的一个计算结果，也可以在导航跟踪处理器3中计算出来。现有的减少定位时间的主要困难是不能精确的预测时间。如果有精确的时间可以避免收集卫星广播数据的过程，也能预测编码相位到一个足够高的精度来大大减少全部编码相位搜索空间。

一般情况下，普通GPS接收机需要执行以下几个步骤才能进行定位。

如表1所示，执行这些步骤的总时间为23到43秒(无存储的历书信息)和5到13秒(有已存储的历书信息)。