[发明专利]一种稳态误差补偿的卫星接收机授时控制方法

说明书

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。

技术领域

本发明涉及一种基于北斗卫星的授时时频处理方法，具体涉及一种稳态误差补偿的卫星接收机授时控制方法。

背景技术

北斗卫星导航定位系统是中国自主研发、独立运行的全球卫星导航系统。北斗接收机的主要任务是接收北斗卫星发射的信号，并进行处理，获取导航电文和观测量，根据获取的电文和观测量进行定位和授时处理，其中授时要求稳定且准确，授时算法中时频处理部分为核心内容，其特性决定了授时性能。

目前，时频处理大多采用比例积分控制控制算法，使本地时标和系统时标进行同步处理，其中，相位控制字采用比例控制进行调整，得到相位控制字；频率控制采用积分控制，得到频率控制字。然后将相位控制字和频率控制字作为相位累加器的输入，通过DDS技术中的相位累加器产生1PPS。

比例控制能迅速反应误差，偏差一旦产生，控制器立即产生控制作用，从而减小误差，但比例控制无法消除稳态误差。积分控制主要用于消除稳态误差，但积分作用太强会使系统超调加大，甚至使系统出现振荡。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种稳态误差补偿的卫星接收机授时控制方法，本发明解决了因积分作用太强会使系统超调加大，甚至使系统出现振荡的技术问题。

本发明通过以下技术方案实现：

一种稳态误差补偿的卫星接收机授时控制方法，包括如下步骤：

步骤一、设置本地1PPS分频数为N，初始化本地采样脉冲编号_num和卫星接收机TIC计数器值TIC_num；

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_u；

步骤三、本地采样脉冲编号_num加1模N、卫星接收机TIC计数器值TIC_num加1模N，判断本地采样脉冲编号_num是否等于N-1，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t_u的加权平均值；=x₀ t_u0 + x₁ t_u1 +……+ x_N-1t_uN-1 ；其中x₀ 、x₁ ……x_N-1为预设的本地钟差加权系数，t_u1、t_u2……t_uN为int_num=0、1、2……N-1时计算得到的t_u值；

步骤五、根据本地钟差加权平均值计算下一次控制字执行时刻及控制字计算时刻，定义控制字执行时刻TIC计数器值TIC_num1为将控制字F_p写入PPS偏移寄存器时的TIC计数器值；定义控制字计算时刻TIC计数器值TIC_num2为通过卫星信号计算控制字F_p时的TIC计数器值：