GPS/北斗授時模塊是怎樣實現(xiàn)授時功能的？

授時是衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的重要功能，授時精度與定位精度、測速精度一起被稱為導(dǎo)航定位系統(tǒng)的三大指標(biāo)。本篇專業(yè)GNSS授時模塊研發(fā)廠家SKYLAB就簡單為大家介紹GPS/北斗授時模塊是怎樣實現(xiàn)授時功能的？

我們想要得到高精度的導(dǎo)航定位結(jié)果，就需要對時間測量得很準(zhǔn)的設(shè)備，這個在衛(wèi)星上主要是通過星載原子鐘得到的，星載原子鐘包括氫原子鐘、銣鐘等設(shè)備，原子鐘的原理是：原子中的電子從一個能級躍遷到另一個能級的時候頻率很穩(wěn)定，以這個頻率作為鐘擺就能得到非常精準(zhǔn)的時間。

這個時鐘能夠讓各個衛(wèi)星之間保持高精準(zhǔn)的時間同步，并且各自的時間起始時刻能夠?qū)Φ暮軠?zhǔn)?？紤]到用戶和衛(wèi)星的鐘差，所以通常至少需要四顆衛(wèi)星才能實現(xiàn)導(dǎo)航定位，而當(dāng)用戶解算出來自己和衛(wèi)星的鐘差之后就可以校正自己本地的時鐘，將其和衛(wèi)星的非常精準(zhǔn)的時鐘同步到同一個時刻，這個過程也叫做授時。

GPS授時：GPS授時模塊在任意時刻能同時接收其視野范圍內(nèi)4~8顆衛(wèi)星的信號，其內(nèi)部硬件電路和軟件通過對接收到的信息進(jìn)行編碼和處理，能從中提取并輸出兩種時間信號：一個是間隔為1秒的同步脈沖信號1PPS，其脈沖前沿與UCT的同步誤差不超過1ns，二是包括在串口輸出信息中的UCT絕對時間（年、月、日、時、分、秒），它是與1PPS脈沖想對應(yīng)的。一旦天線位置固定下來，它只需要接收一顆衛(wèi)星的信號變可維持其精密的時間輸出。

北斗授時：北斗授時類似于GPS授時，也是衛(wèi)星授時的一種，采用中國的北斗導(dǎo)航系統(tǒng)進(jìn)行高精度授時。北斗授時模塊授時原理：北斗衛(wèi)星系統(tǒng)中的高精度原子鐘的準(zhǔn)確時間發(fā)送給北斗授時模塊，通過北斗授時模塊的PPS（秒脈沖）輸出腳輸出給用戶使用，目前北斗授時模塊的pps精度能達(dá)到10ns。

高精度GNSS授時模塊

SKYLAB針對基站、電力、通訊等應(yīng)用推出了一系列高精度GPS授時模塊SKG12AT/SKG17AT，北斗授時模塊SKG12DT/SKG17DT，此系列模塊可以使用EASY，EPO等輔助功能，在弱信號環(huán)境下也能提供優(yōu)異的定位性能，極大縮短首次定位時間。需要注意的是，SKYLAB定位模塊定位后輸出的時間是UTC時間，但是定位模塊獲取的時間實際上是GPS時或者北斗時，此時需要從GPS時或者北斗時換算成UTC時再輸出，因此定位模塊需要知道GPS時或者北斗時和UTC的時間差——我司通常稱這個差值為閏秒修正值或者跳秒數(shù)。