Wie wird das 1PPS-Signal in GPS-Empfängern erzeugt?

Die Frage mag dumm erscheinen, aber die Flugzeit vom Satelliten ist unbekannt und bewegt sich, der Doppler-Effekt verzerrt die Frequenz (und ist aufgrund der relativen Flugbahn nicht konstant) und Satelliten kommen und gehen ständig und erzwingen eine Konstante Änderung der Referenzuhr.

Darüber hinaus soll das 1pps einen geringen Jitter aufweisen, aber auch mit der UTC-Uhr in Phase sein (aber ich glaube nicht, dass es in dieser Hinsicht genau ist, es ist hauptsächlich für einen geringen Jitter bekannt).

Hier ist eine zweite Frage: Ist die 1PPS-Phase mit der Trägerwelle oder dem demodulierten Signal verbunden?

gps

— nraynaud
quelle

Zusätzlich: Ist die Qualität des 1PPS-Signals stark vom GPS-Empfänger abhängig oder gibt es einen Standardalgorithmus, der verwendet wird, um es richtig zu machen, den jeder implementiert?

— Pipe

Um Ihre Position genau zu finden, müssen Sie die Zeit ziemlich genau von den Satelliten

— ablesen können

Der GPS-Empfänger muss Daten von mindestens vier Satelliten verwenden (die meisten verwenden jetzt alle sichtbaren Sats), um die Position zu berechnen - die genaue Zeit ergibt sich auch aus der Positionsberechnung.

— Peter Bennett

Sobald Sie einen Fix haben, ist die Flugzeit des Signals für jeden Satelliten bekannt (so wird der Fix berechnet) und seine Änderung wird verfolgt. Ebenso ist auch der Doppler jedes Satelliten bekannt (das Signal von einem Satelliten kann nicht ohne Anpassung des Dopplers demoduliert werden, was einer der Gründe ist, warum Kaltstarts etwas langsam sein können).

— Mkeith

Der Empfänger behält seine eigene interne Zeitbasis bei, und einige der Unbekannten, nach denen er suchen muss, sind die Frequenz- und Phasenversätze zwischen dieser lokalen Zeitbasis und der "GPS-Systemzeit", wie aus den empfangenen Signalen abgeleitet.

Sobald der Empfänger diese Werte hat, wird die 1PPS-Ausgabe aus dieser Zeitbasis generiert. Es gibt keine "direkte Verbindung" mit dem Träger oder der Modulation eines der Satellitensignale - es gibt sowieso eine signifikante Doppler-Verschiebung dieser Signale.

Low-End-Empfänger verwenden einen kostengünstigen TCXO (temperaturkompensierten Quarzoszillator), um die lokale Zeitbasis anzusteuern. Es wird jedoch kein Versuch unternommen, diesen Oszillator auf GPS-Zeit zu sperren. Infolgedessen kann der 1PPS-Ausgang einen gewissen Jitter aufweisen, wobei sich der Spitze-Spitze-Wert auf die Periode des Oszillators bezieht (normalerweise in der Größenordnung von 20 bis 50 ns _P-P ).

Ausgefallene hochpräzise Empfänger haben die Möglichkeit, den lokalen Oszillator auf GPS-Zeit zu sperren, um Jitter zu vermeiden.

In meinen Anwendungen verwende ich normalerweise Empfänger mit niedriger bis mittlerer Reichweite, die ihre Zeitbasis nicht frequenzsperren. In einigen meiner Designs interessiert mich der Low-Level-Jitter nicht. In anderen Designs habe ich eine zweite PLL als Jitterfilter verwendet, um meine eigene Zeitbasis mit geringem Jitter zu erstellen.

— Dave Tweed
quelle