基于GPS信號(hào)鎖定二級(jí)頻標(biāo)技術(shù)的研究與實(shí)現(xiàn).pdf

1、本文研究了一種基于GPS信號(hào)鎖定二級(jí)頻標(biāo)的技術(shù)，該技術(shù)以GPS秒脈沖(1PPS)信號(hào)為基準(zhǔn)來校準(zhǔn)本地二級(jí)頻標(biāo)，將GPS信號(hào)的長(zhǎng)期穩(wěn)定度和準(zhǔn)確度與二級(jí)頻標(biāo)的短期穩(wěn)定度相結(jié)合，得到性能優(yōu)良且廉價(jià)的頻率源。
　　 在該技術(shù)中，設(shè)計(jì)采用時(shí)間一幅度轉(zhuǎn)換法和直接計(jì)數(shù)法相結(jié)合的高精度時(shí)間間隔測(cè)量方法，對(duì)GPS的1PPS信號(hào)與本地二級(jí)頻標(biāo)信號(hào)的相位差進(jìn)行測(cè)量，測(cè)量分辨率達(dá)到120ps，測(cè)量范圍達(dá)到秒級(jí)，有效地消除了±1個(gè)字計(jì)數(shù)誤差的影響。同時(shí)采

2、用了Kalman濾波算法對(duì)時(shí)間間隔測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，對(duì)1PPS信號(hào)抖動(dòng)引入的誤差進(jìn)行消除，將誤差減小到±2ns。通過產(chǎn)生占空比可控的PWM波信號(hào)并結(jié)合外圍積分電路的方法實(shí)現(xiàn)了高精度的D/A轉(zhuǎn)換，完成了對(duì)本地二級(jí)頻標(biāo)的頻率校準(zhǔn)。
　　 本文完成了鎖定系統(tǒng)樣機(jī)的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)，闡述了系統(tǒng)硬件電路和軟件的設(shè)計(jì)，并對(duì)系統(tǒng)的性能進(jìn)行了測(cè)試驗(yàn)證，分析了系統(tǒng)的誤差來源，給出了誤差修正的方法。經(jīng)此技術(shù)校準(zhǔn)的晶體振蕩器秒級(jí)穩(wěn)定度優(yōu)于1×10-11/s，