[发明专利]一种具有恒温电路的导航卫星高精度授时系统及方法

权利要求书

1.一种具有恒温电路的导航卫星高精度授时系统，其特征在于，包括：

卫星信号接收模块，用于跟踪接收多颗导航卫星发出的卫星PPS信号；

工作状态判断模块，用于实时监控卫星信号接收模块跟踪到的卫星数量，进而判断授时系统的工作状态为授时状态或守时状态；

晶振控制模块，用于通过一控制参数，控制恒温晶振输出的本地时钟信号的频率；

恒温晶振，用于在晶振控制模块的控制下输出本地时钟信号；

采样模块，用于对本地时钟信号进行采样，反馈给晶振控制模块和基准信号输出模块；

基准信号输出模块，用于向外部输出PPS基准信号；

恒温模块，用于监控恒温晶振、晶振控制模块和采样模块的温度变化，并将其控制在恒定温度；

其中，当授时系统工作于授时状态下时，晶振控制模块根据卫星PPS信号对恒温晶振进行驯服，使恒温晶振输出的本地时钟信号的频率调整为卫星PPS信号的标称频率，同时，记录控制参数的变化情况；基准信号输出模块对调整后的本地时钟信号进行分频处理，得到PPS基准信号进行输出；

当授时系统工作于守时状态下时，晶振控制模块根据控制参数在授时状态下的变化情况，对本地时钟信号的频率进行补偿调整；基准信号输出模块对补偿调整后的本地时钟信号进行分频处理，得到PPS基准信号进行输出。

2.根据权利要求1所述的具有恒温电路的导航卫星高精度授时系统，其特征在于，所述恒温模块、恒温晶振、晶振控制模块和采样模块通过一外壳密封在一个密闭空间内，所述恒温模块包括环境温度传感器、恒温控制系统和加热模块；

所述环境温度传感器用于检测密闭空间的温度；

所述加热模块用于工作使密闭空间温度上升；

所述恒温控制系统包括一比较器，用于比较环境传感器温度与比较器自身设定温度值；若环境传感器检测温度低于比较器设定温度值，恒温控制系统控制加热模块工作，使密闭空间温度稳定；若环境传感器检测温度高于比较器设定温度值时，停止加热模块的工作。

3.根据权利要求1所述的具有恒温电路的导航卫星高精度授时系统，其特征在于，还包括一恒温补偿模块，所述恒温补偿模块包括一数字温度传感器，所述数字温度传感器紧贴恒温晶振的金属表面，用于检测恒温晶振的温度，数字温度传感器连接晶振控制模块，晶振控制模块通过读取数字传感器温度变化监控恒温晶振内部的电压变化，其对应监控公式为：

f(y)＝cy³+dy²+ey+f₀

式中，f(y)为对应温度下的恒温晶振的频率，a，b，c分别为固定参数，y为数字温度传感器检测到的温度值。

4.根据权利要求1所述的具有恒温电路的导航卫星高精度授时系统，其特征在于，所述晶振控制模块包括数据处理模块、补偿控制模块、DAC控制模块和DAC；

DAC控制模块用于向DAC输出控制参数；

DAC用于将DAC控制模块提供的控制参数转换为对应的压控电压，输出给恒温晶振，以控制恒温晶振输出的本地时钟信号的频率；

数据处理模块用于在授时状态下提取卫星PPS信号的标称频率，提供给DAC控制模块；

补偿控制模块用于在授时状态下记录DAC控制模块输出的控制参数的变化情况；还用于在守时状态下，根据控制参数在授时状态下的变化情况，向DAC控制模块发出补偿指令；

DAC控制模块还用于在授时状态下，根据标称频率和本地时钟信号频率之间的差异，对输出的控制参数进行调整，使本地时钟信号的频率趋向于标称频率；还用于在守时状态下，根据补偿控制模块的补偿指令，对输出的控制参数进行补偿调整。

5.根据权利要求1所述的具有恒温电路的导航卫星高精度授时系统，其特征在于，在授时状态下，所述补偿控制模块每间隔一段固定时间，对DAC控制模块输出的控制参数进行一次存储；

在守时状态下，补偿控制模块根据授时状态下存储的控制参数，计算出控制参数每改变1的时间周期；每经过一个所述时间周期，补偿控制模块向DAC控制模块发送一个补偿指令，使DAC控制模块输出的控制参数对应加1或减1。