GPS/北斗授時(shí)模塊是怎樣實(shí)現(xiàn)授時(shí)功能的？

授時(shí)是衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的重要功能，授時(shí)精度與定位精度、測(cè)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(shí)模塊研發(fā)廠家SKYLAB就簡(jiǎn)單為大家介紹GPS/北斗授時(shí)模塊是怎樣實(shí)現(xiàn)授時(shí)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(duì)時(shí)間測(cè)量得很準(zhǔn)的設(shè)備，這個(gè)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(gè)能級(jí)躍遷到另一個(gè)能級(jí)的時(shí)候頻率很穩(wěn)定，以這個(gè)頻率作為鐘擺就能得到非常精準(zhǔn)的時(shí)間。

這個(gè)時(shí)鐘能夠讓各個(gè)衛(wèi)星之間保持高精準(zhǔn)的時(shí)間同步，并且各自的時(shí)間起始時(shí)刻能夠?qū)Φ暮軠?zhǔn)。考慮到用戶和衛(wèi)星的鐘差，所以通常至少需要四顆衛(wèi)星才能實(shí)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(shí)鐘，將其和衛(wèi)星的非常精準(zhǔn)的時(shí)鐘同步到同一個(gè)時(shí)刻，這個(gè)過程也叫做授時(shí)。

GPS授時(shí)：GPS授時(shí)模塊在任意時(shí)刻能同時(shí)接收其視野范圍內(nèi)4~8顆衛(wèi)星的信號(hào)，其內(nèi)部硬件電路和軟件通過對(duì)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(shí)間信號(hào)：一個(gè)是間隔為1秒的同步脈沖信號(hào)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(duì)時(shí)間（年、月、日、時(shí)、分、秒），它是與1PPS脈沖想對(duì)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(hào)變可維持其精密的時(shí)間輸出。

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

高精度GNSS授時(shí)模塊

SKYLAB針對(duì)基站、電力、通訊等應(yīng)用推出了一系列高精度GPS授時(shí)模塊SKG12AT/SKG17AT，北斗授時(shí)模塊SKG12DT/SKG17DT，此系列模塊可以使用EASY，EPO等輔助功能，在弱信號(hào)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(shí)間。需要注意的是，SKYLAB定位模塊定位后輸出的時(shí)間是UTC時(shí)間，但是定位模塊獲取的時(shí)間實(shí)際上是GPS時(shí)或者北斗時(shí)，此時(shí)需要從GPS時(shí)或者北斗時(shí)換算成UTC時(shí)再輸出，因此定位模塊需要知道GPS時(shí)或者北斗時(shí)和UTC的時(shí)間差——我司通常稱這個(gè)差值為閏秒修正值或者跳秒數(shù)。