[发明专利]修正接收机时钟频率偏差的方法及系统

说明书

本发明提供了修正接收机时钟频率偏差的方法及系统，涉及北斗卫星系统的技术领域，包括：当接收机工作于时钟频率偏差获取模式时，控制接收机对GEO卫星信号进行捕获跟踪，得到各个GEO卫星信号对应的多普勒频率；对多普勒频率进行处理，得到时钟频率偏差估计值；当接收机工作于常规工作模式时，根据预设的标称中频频率和时钟频率偏差估计值对时钟频率偏差进行修正，得到初始中频本振频率。本发明可以减小捕获时的多普勒频率搜索范围，缩短接收机捕获信号的时间，大幅减小卫星导航接收机本地时钟频率的偏差，能提高接收机的动态适应性。

技术领域

本发明涉及北斗卫星系统技术领域，尤其是涉及修正接收机时钟频率偏差的方法及系统。

背景技术

卫星导航和卫星通信领域的应用对接收机时钟的要求较高，对时钟的准确度和稳定度都有严格要求。但受限于成本、功耗以及体积，一般的接收机采用低成本的温补石英晶体振荡器(TCXO，Temperature Compensate X'tal Oscillator)作为频率源。导航接收机选用的TCXO的频率准确度一般为0.5～1ppm，对于BDS(BeiDou Navigation SatelliteSystem，中国北斗卫星导航系统)B1(1561.098MHz)频点卫星信号，0.5ppm的频率准确度相当于引入了780Hz的额外多普勒。此外，TCXO的老化率一般都较大。以导航专用晶振DSA535SD为例，其频率准确度为0.5ppm、第一年老化率为±1ppm、2～5年老化率为±3ppm、5～10年老化率为±5ppm，则5年和10年老化可分别导致B1频点信号额外引入4683Hz和7805Hz的多普勒，加上初始时钟频率偏差，5年和10年时钟频率偏差导致B1频点信号引入5463Hz和8585Hz多普勒。相对地球静止的接收机对BDS MEO(Medium Earth Orbit，中地球轨道)卫星B1信号的最大多普勒可达5000Hz左右，因此5年、10年时钟老化后可使静止接收机对MEO卫星B1信号的多普勒分别高达10.463KHz和13.585KHz，此多普勒已超过了常规接收机±10KHz的多普勒搜索范围，如果不对接收机时钟频率偏差进行修正，可导致接收机无法捕获某些相对于接收机径向速度较大的卫星信号。对于动态应用，此问题更为突出，超出接收机多普勒搜索范围的卫星信号将更多，随着时钟的老化，有可能导致接收机最终无法使用。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供修正接收机时钟频率偏差的方法及系统，以减小捕获时的多普勒频率搜索范围，缩短接收机捕获信号的时间，大幅减小卫星导航接收机本地时钟频率的偏差，能提高接收机的动态适应性。

第一方面，本发明实施例提供了一种修正接收机时钟频率偏差的方法，其中，包括：

当接收机工作于时钟频率偏差获取模式时，控制接收机对GEO卫星信号进行捕获跟踪，得到各个所述GEO卫星信号对应的多普勒频率；

对所述多普勒频率进行处理，得到时钟频率偏差估计值；

当接收机工作于常规工作模式时，根据预设的标称中频频率和所述时钟频率偏差估计值对时钟频率偏差进行修正，得到初始中频本振频率。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，对所述多普勒频率进行处理，得到时钟频率偏差估计值，包括：

对所述多普勒频率进行多个历元的平滑，得到多普勒频率平滑结果；

对各个所述GEO卫星信号对应的所述多普勒平滑结果进行平均，得到所述时钟频率偏差估计值。

结合第一方面的第一种可能的实施方式，本发明实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，对所述多普勒频率进行多个历元的平滑，得到多普勒频率平滑结果，包括：

根据下式计算所述多普勒频率平滑结果：