[发明专利]一种卫星与恒温晶振互补的高精度频率合成补偿方法

权利要求书

1.一种卫星与恒温晶振互补的高精度频率合成补偿方法，其特征在于，具体包括以下步骤：

S1、对卫星模块输出的1PPS秒脉冲信号进行计数取平均值，输出标准的秒时钟脉冲数，即晶振频率；

S2、根据所需输出时钟频率和所述晶振频率，确定主分频数和插值补偿误差数；

S3、根据所述时钟频率、主分频数和所述插值补偿误差数，确定均匀间隔参数及所述均匀间隔参数对应的排布矩阵；然后将所述插值补偿误差数按照所述均匀间隔参数对应的排布矩阵的规律均匀插入到所述主分频数内，实现均匀间隔补偿，以消除误差；

所述S3具体为：

S3.1、根据所述时钟频率、主分频数和所述插值补偿误差数，确定所述均匀间隔参数；

S3.2、根据所述均匀间隔参数以及所述时钟频率，确定所述均匀间隔参数对应的排布矩阵中的行数及每行的第一个序号和最后一个序号；

S3.3、根据所述时钟频率与所述行数，确定所述均匀间隔参数对应的排布矩阵中的列数；

S3.4、基于所述S3.1～S3.3，得到所述均匀间隔参数对应的排布矩阵，即均匀补偿算法的排布矩阵；

S3.5、将所述插值补偿误差数按照所述均匀补偿算法的排布矩阵规律均匀插入到所述主分频数内，以消除误差。

2.根据权利要求1所述的卫星与恒温晶振互补的高精度频率合成补偿方法，其特征在于，所述均匀间隔补偿，包括：奇偶1/2补偿、1/4等间隔补偿、1/8等间隔补偿、…、1/2ⁿ等间隔补偿；其中，n＝1，2，3，…，n。

3.根据权利要求1所述的卫星与恒温晶振互补的高精度频率合成补偿方法，其特征在于，所述时钟频率越大，选取的均匀间隔参数越大。

4.根据权利要求1所述的卫星与恒温晶振互补的高精度频率合成补偿方法，其特征在于，确定所述晶振的脉冲数之后还需对其进行平滑滤波，得到晶振频率。

5.根据权利要求1所述的卫星与恒温晶振互补的高精度频率合成补偿方法，其特征在于，所述行数等于所述均匀间隔参数。

6.根据权利要求1所述的卫星与恒温晶振互补的高精度频率合成补偿方法，其特征在于，每行的所述第一个序号的确定方法，具体为：

步骤一、左边设为0，右边设为1，此时0为奇偶1/2补偿中第1行的第一个序号，1为奇偶1/2补偿中第2行的第一个序号；

步骤二、在所述步骤一设定的0、1的末尾再分别加上0和1，变成00、01、10、11，然后把末尾为0的依次移到左边，末尾为1的依次移到右边，从小到大重新排列得到左边为00、10，右边为01、11；最后把左边和右边一起组合起来成为00、10、01、11；此时，00，10，01，11分别为1/4等间隔补偿矩阵中第1、2、3、4行的第一个序号；

步骤三、在所述步骤二的00，10，01，11的末尾再分别加上0和1，变成000、001、100、101、010、011、110、111，然后把末尾为0的依次移到左边，末尾为1的依次移到右边，从小到大重新排列得到左边为000、100、010、110，右边为001、101、011、111；最后把左边和右边一起组合起来成为000、100、010、110、001、101、011、111；此时，000、100、010、110、001、101、011、111分别为1/8等间隔补偿矩阵中第1、2、3、…、8行的第一个序号；

步骤四、根据所述步骤二～步骤三的排列规律依次类推，依次在前一步骤的二进制数列后面分别加上0和1，并按照0在左、1在右的方式重新排列，即可分别得到1/2ⁿ等间隔补偿矩阵中第1、2、3、…、2ⁿ行的第一个序号。

7.根据权利要求6所述的卫星与恒温晶振互补的高精度频率合成补偿方法，其特征在于，每行的所述最后一个序号的确定方法，具体为：

根据所述均匀间隔参数，将每行的所述第一个序号开始，按照等差数列递增排列；所述等差数列的公差为所述均匀间隔参数；然后将整个递增序列的每个数与所述时钟频率相比较，若递增数列的某一个数大于时钟频率，则这个数的前一个数为每行的最后一个序号。

8.根据权利要求1所述的卫星与恒温晶振互补的高精度频率合成补偿方法，其特征在于，所述列数确定方法，具体为；

第一步：已知时钟频率为f，所述均匀补偿算法的排布矩阵的行数为2ⁿ；将排布矩阵列数R+1，并将所述时钟频率f与所述排布矩阵列数R+1相减，判断余数是否小于2ⁿ，如果余数小于2ⁿ，获得列数为R，并结束计算R，否则继续重复第一步的动作，直到结束计算；

第二步：计算向量Col[0:2ⁿ-1]，将矩阵某行的第一个编号连续加R个2ⁿ，如果结果大于时钟频率，那么该行最后一列有效，对应向量C的元素置1，否则无效，置0；

第三步：计算矩阵第i行的补偿个数G[i]，最大不超过矩阵列数R，从矩阵第一行开始，逐个填补，直到所有余数全部填补完成为止；向量C某i个元素为1，代表第i行能够填补R个，即G[i]＝R；否则能够填补R-1个，即G[i]＝R-1，如果剩余的误差个数r不够填完i行，那么将剩余的数依次填补到i行的前面几个即可，即G[i]＝r；

第四步：利用所述第一步至第三步完成一个大周期的循环输出，实现相噪及时补偿、输出频率稳定的波形。