[发明专利]高精确度卫星讯号接收电路控制器及高精确度卫星定位的方法

说明书

技术领域

本发明涉及卫星讯号接收系统及卫星定位方法，尤指一种利用非温度补偿 型石英震荡器(Temperature-Compensated Crystal Oscillator，TCXO)而能实 现高精确度卫星讯号接收电路控制器及高精确度卫星定位的方法。

背景技术

一般而言，全球卫星定位系统(GPS，global positioning system)的接收 器都需要精确的时脉频率来执行探测(acquisition)或目前航向追寻(track) 的动作。一般而言，这样的时脉频率皆是以石英震荡器(XTAL)来提供。然而， 石英震荡器所提供的频率讯号的频率，会随着温度的不同而有不同的误差。如 图1所示，石英震荡器原本的温度和频率差异的关系会呈现如曲线S₁的图形， 然而因为制程或石英震荡器的影响，S₁可能会产生平移的现象而形成曲线S₂， 亦即温度-频率差异关系一致，但同一温度下的频率差异已经有所不同；或者， 亦有可能整个温度和频率差异的关系被大幅改变，而呈现如曲线S3的图形。普 通石英震荡器在温度-40～85℃的频率变动率高达15～30ppm(parts per million)。

因此在高精确度卫星定位系统的接收器中，皆会以温度补偿型石英震荡器 来随着温度提供频率补偿过的频率讯号，温度补偿型石英震荡器所震荡的频率 具有约0.5ppm的温度稳定性。然而，温度补偿型石英震荡器的价格往往高出普 通的石英震荡器，也就是非温度补偿型石英震荡器，数倍之谱，因此会造成成 本上的额外负担。要能够有效率地量产具有相当可靠度的高精确度卫星定位系 统的接收器，也是重要课题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种高精确度卫星讯号接收电路控制器 及高精确度卫星定位的方法，可以低成本实现高精确度全球卫星讯号接收系统。

为了解决以上技术问题，本发明提供了如下技术方案：

本发明提供一种高精确度卫星讯号接收电路控制器，包含：温度脚位、频 率合成器、模拟数字转换器、卫星定位系统接收模块以及控制单元，频率合成 器耦接至外部非温度补偿型石英震荡器，产生震荡频率讯号给卫星定位系统接 收模块；温度脚位耦接至外部热敏电阻，接收模拟温度讯号；模拟数字转换器 将模拟温度输出转换成数字温度；以及控制单元，耦接至模拟数字转换器，更 新温度/频率差异数据，温度/频率差异数据可以代表温度/频率差异函数，或者 利用内插插补所需的温度/频率差异数据，其中，控制单元耦接至模拟数字转换 器及卫星定位系统接收模块，卫星定位系统接收模块送出复数个卫星时间差异 量与复数个卫星频率差异量给控制单元，控制单元根据卫星时间差异量与卫星 频率差异量产生一震荡频率调整量给卫星定位系统接收模块，以补偿卫星定位 的精确度，以及控制单元适应性更新温度/频率差异数据。当控制单元根据卫星 时间差异量与卫星频率差异量决定目前处于微弱讯号的无讯号状态下时，控制 单元根据该数字温度以及温度/频率差异数据估测震荡频率调整量。

本发明还提供一种利用非温度补偿震荡讯号进行高精确度卫星定位的方 法，包含步骤接收非温度补偿的震荡频率；决定是否处于微弱讯号的无讯号状 态；以及根据环境温度以及温度/差异频率数据，估测震荡频率调整量。

本发明采用的高精确度卫星讯号接收电路控制器及高精确度卫星定位的方 法，利用非温度补偿型石英震荡器以低成本实现高精确度全球卫星讯号接收系 统。

附图说明

图1为现有技术中石英震荡器的温度/频率差异关系图。

图2为本发明的一实施例的卫星讯号接收系统校正模块的方块图以及此校 正模块运用于一卫星讯号接收系统的示意图。

图3为本发明的一实施例的卫星讯号接收系统校正模块的卫星讯号接收系 统的校正示意图。

图4为本发明的一实施例的控制单元的运作示意图。

图5为本发明的实施例的卫星讯号接收系统校正方法，其系对应于卫星讯 号接收系统在初步校正模式时的动作。

图6为本发明的实施例的卫星讯号接收系统校正方法，其系对应于卫星讯 号接收系统在通常训练模式时的动作。

图7为当根据本发明的卫星讯号接收系统校正模块求出频率调整量Δf_xo后，卫星讯号接收系统如何使用此频率调整量Δf_xo的示意图。