[发明专利]晶体振荡器的守时补偿方法

摘要

本发明提供一种高精度晶体振荡器守时补偿方法，包括：通过FPGA采集板卡对晶体振荡器的频率进行处理,得到晶体振荡器与GPS秒脉冲之间的对时误差,测量晶体振荡器的工作温度，构造温度特性曲线，得到晶体振荡器温度特性模型,对温度补偿之后的对时误差数据进行卡尔曼滤波，得到构造的基准时钟，从而获得GPS误差特性曲线,在分离了温度误差及GPS误差之后，采用最小二乘法预测守时补偿值。本发明根据GPS接收机的误差特性、晶体振荡器的相位随机误差特性、温度频率偏移误差特性以及老化特性等，对晶振守时误差进行晶振温度‑频率变化特性模型的重构，并使用卡尔曼滤波的方法构建基准时钟，以此分离各误差源的特性，得到高精度的守时补偿值。

主权项

1.一种晶体振荡器的守时补偿方法，其特征在于，包括以下步骤：1)采用温度变送器测量晶体振荡器的工作温度，通过FPGA采集板卡对晶体振荡器的频率进行处理得到对时误差；2)根据采集的工作温度数据，构造晶体振荡器的温度特性曲线，更新晶体振荡器的温度特性曲线参数，得到晶体振荡器温度特性模型并进行温度‑频率误差补偿；3)将温度‑频率误差补偿之后的对时误差数据进行卡尔曼滤波，得到构造的基准时钟，从而获得GPS误差特性；4)在分离了温度误差及GPS误差之后，采用最小二乘法预测守时补偿值；在所述步骤2)中，按照下述方式处理进行温度‑频率误差补偿：先设定初始温度特性参数，然后对其进行修正以获取温度特性模型；其中在选取测量数据构造温度特性模型时，采用连续若干点的数据，将其中的最大值及最小值去除，然后将其余值取算术平均，同时对晶体振荡器的频率处理方式也相同，将最大与最小温度值对应的频率去除，然后将其余频率值取算术平均，具体处理如下：其中，N_i为第i秒的晶体振荡器频率计数值，n为计数次数；将频率与温度的采样值代入如下方程中进行求解：式中，Δf_i为对应温度T_i时测得的频率f_i和f₀的差值；f₀为基准频率，ΔT_i为实时温度T_i与T₀的差值；ΔE频率修正量，通过引入该修正量实现对三次函数的a₀、b₀、c₀三个温度特性曲线的参数进行更新修正，实现温度‑频率误差补偿修正。