杭晶电子:晶振在北斗导航系统中的应用

发布时间:2024-08-29 13:10
作者:AMEYA360
来源:杭晶电子
阅读量:593

  北斗导航系统概况:

杭晶电子:晶振在北斗导航系统中的应用

  BDS(北斗)是中国自行研制的全球卫星导航系统,由空间段、地面段和用户段三部分组成,目前在轨卫星 55 颗。可在全球范围内全天候、全天时为各类用户提供高精度、高可靠定位、导航、授时服务,并具短报文通信能力,已经初步具备区域导航、定位和授时能力。为全球用户提供服务,空间信号精度将优于 0.5 米;全球定位精度将优于 10 米,测速精度优于 0.2 米/秒,授时精度优于 20 纳秒;亚太地区定位精度将优于 5 米,测速精度优于 0.1 米/秒,授时精度优于 10 纳秒,整体性能大幅提升。

  北斗与 GPS 的差异

  01、北斗多一个可以发短信报文的功能,这是独家秘笈。

  02、定位精度上水平方向比 GPS 略差,高度精度上比 GPS 略好。

  03、授时精度比 GPS 略差

  北斗卫星定位系统相对 GPS 定位系统优势:

  01、北斗系统空间段采用三种轨道卫星组成的混合星座,抗遮挡能力强,尤其低纬度地区性能特点更为明显。

  02、北斗系统提供多个频点的导航信号,能够通过多频信号组合使用等方式提高服务精度。

  03、北斗系统创新融合了导航与通信能力,具有实时导航、快速定位、精确授时、位置报告和短报文通信服务五大功能。

  北斗及 GPS 定位系统常用晶振:

杭晶电子:晶振在北斗导航系统中的应用

  不管是定位导航还是短报文服务,作为地面接收机都需要采用高稳定度的 TCXO。目前对于带有短报文功能的专业手持终端,所用的 TCXO 频率多以10.000MHz 和16.320MHz 为主,根据方案需求可选用带有压控功能的 TCXO。对于BDS+GPS 多模定位的芯片,以采用 16.368MHz(16.367667,16.369)和 26MHz 为主。

  导航系统对晶振的特殊要求:

  01、卫星定位导航应用中,在解算位置速度信息时需要精准的时间测量,包括卫星钟和本地钟两种时间信息。本地钟通常采用晶振,精度要求不及卫星钟,钟差钟漂可以作为定位测速误差公共项进行消除。本地晶振输出的时钟信号优劣直接影响接收机性能,对卫星定位导航信号的捕获、跟踪性能影响是巨大的,尤其是在振动、高动态等恶劣工作环境中。

  02、在卫星导航定位处理时,卫星接收机的晶振受到外部的各种干扰,输出频率、相位均会发生波动。在波动较大时会引起接收机环路失锁,导致卫星信号丢失。

  03、卫星接收机跟踪环路误差主要有:热噪声σtPLL、晶振噪声和动态应力误差θe,其中,晶振噪声又分为由晶振的相位噪声引起的σv 和由短期稳定度引起的颤动θA。

杭晶电子:晶振在北斗导航系统中的应用

  晶振的相位噪声和短期稳定度主要由晶振的频率稳定度、Frequency Slope(温度变化下的频率变化斜率)以及G-Sensitivity(加速度灵敏度)决定。由以上公式可知,晶振的频率稳定度、Frequency slope以及G-Sensitivity会对卫星接收机的PLL跟踪环路的性能造成较大的影响,是造成GNSS接收机环路失锁的主要因素。

  因此,在为GNSS接收机进行晶振选型时,需要重点考虑这些参数。

  BDS导航系统常用晶振参数要求:

杭晶电子:晶振在北斗导航系统中的应用

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