高精度秒脉冲信号的产生

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1、第30卷第6期2011年12月飞行器测控学报JournalofSpacecraftTT&CTechnologyVol-30No．6Dec．2011高精度秒脉冲信号的产生。刘文焘1，张亮2，张向征3(1．西南电子技术研究所·成都·610036；2．中国空间技术研究院·北京·100094；3．解放军61081部队·北京·100094)摘要：通过介绍高精度秒脉冲信号的实现原理以及实现中的关键技术，分析了如何减小由码跟踪环路测量误差导致的秒脉冲信号随机抖动误差，提出了减小由直接数字频率合成器导致的秒脉冲信号系统钟模

2、糊误差的实现方法。最后给出了在“北斗”一号卫星标校机工程应用中的实际性能，统计精度(1倍标准差)为1．7ns，保证了标校设备能高精度地服务于Bnl导航定位系统。关键词：秒脉冲信号；直接数字频率合成器；“北斗”一号卫星中图分类号：TN741文献标识码：A文章编号：1674—5620(2011)06—0031—03GenerationofHighPrecisionPPSSignalLIUWenta01。ZHANGLian92，ZHANGXiangzhen93(1．SouthwestInstituteofElec

3、tronicTechnology。Chengdu610036；2．ChinaAcademyofSpaceTechnology，Beijing100094；3．PLAUnit61081，Beijing100094)Abstract：FollowingreviewofthetheoryandkeytechnologiesforgenerationofhighprecisionPPSsignals，thispa—perexploreswaystoreducerandomjittererrorsofPPSsigna

4、lscausedbycodetrackingloopmeasurementerrorsandproposesanapproachbyreducingclockfuzzyerrorsofPPSsignalscausedbythedirectdigitalsynthesizer．Finally，theperformanceofthecalibrationsystemusedinBD-1projectisgiven．Astatisticalaccuracy(10)of1．7nsisa—chievedanditwe

5、llmeetstherequirementsofBD-1satellitenavigationsystem．Keywords：PulsesPerSecond(PPS)；DirectDigitalSynthesizer(DDS)；Beidou-1Satellite0引言我国自主研制的BD-1(“北斗”一号卫星)系统不仅具有定位功能，还同时具有数据通信功能，该系统适用于偏远地区和其他通信网络覆盖不到的地区，能较好地满足陆军各兵种装备定位导航的需要‘¨。BD-1标校系统是我国卫星导航定位系统的重要组成部分，其设备

6、运行状态及其数据质量直接影响到BD-1导航定位系统运行的稳定性及其服务质量雎]。由于标校站设备连续运行，设备老化、环境温度变化和时钟漂移等因素会导致设备时延漂移，并且在设备运行期间对设备进行维护和故障设备的替换也会导致设备的时延变化，所有时延漂移和变化都会影响地面应用系统的卫星定轨精度和用户差分定位服务质量，因此会大大降低BD-1系统的定位精度。为了保证标校设备工作的稳定性和可靠性，相关技术指标尤其是标校机秒脉冲信号的高精度指标需满足要求，以保障标校系统设备能高精度可靠地服务于BD-1导航定位系统。在BD-

7、1标校系统中，产生秒脉冲信号的精度主要受制于2个因素：①码环的随机抖动误差；②因为码环使用NCO(数字频率振荡器)精确复现卫星信号码的产生，在每次NCO溢出时完成1个复现码片，此时NCo相位累加器的残留值在零到频率控制字之间随机变化，带来了秒脉冲信号的系统钟模糊误差[3]。1秒脉冲信号实现原理秒脉冲信号的实现如图1所示，中频模拟信号经AD(模数)变换成数字信号，与由载波环路恢复的本地载波数字信号相乘实现载波下变频，再与由*收稿日期：2011一05—05；修回日期：2011—05—19第一作者简介：刘文焘(1

8、981一)，男，硕士，工程师，主要从事卫星应用与移动通信领域的研究5-作；E-mail：1wt0322@163．eom32飞行器测控学报第30卷码跟踪环路恢复的本地码同步序列做乘加实现解扩，最后经帧同步模块找出帧头并在帧头时刻输出PPS(秒脉冲信号)。图1秒脉冲信号实现框图Fig．1Blockdiagramofimplementationforpulsespersec-ondgeneration秒脉冲信号实现时，