基于驯服铷钟的同步测试系统及其提高同步精度的方法

摘要

本发明公开了基于驯服铷钟的同步测试系统及其提高同步精度的方法，属于陆基定位和无线通信技术领域。本发明包括主基站同步仪和从基站同步仪，主基站同步仪和从基站同步仪分别给出经过驯服后铷钟的10MHz时钟信号和驯服后的稳定PPS秒脉冲信号，并将这两个信号与AIS岸站相连。利用本发明对现有AIS岸站的简单升级，就可以使AIS岸站具有很高的同步精度，并且在GNSS信号消失的情况下仍能长时间维持较高的同步精度，为AIS系统实现自主定位奠定基础。

主权项

基于驯服铷钟的同步测试系统，其特征在于：包括主基站同步仪（1）和从基站同步仪（2），主基站同步仪（1）和从基站同步仪（2）分别给出经过驯服后铷钟的10MHz时钟信号和驯服后的稳定PPS秒脉冲信号，并将这两个信号与AIS岸站（3）相连；其中，所述主基站同步仪（1）和从基站同步仪（2）的结构基本相同，主要由铷钟（4），GNSS接收机（5）和FPGA芯片（6）构成，从基站同步仪（2）需要接入主基站同步仪（1）给出的PPSMS信号；FPGA芯片（6）主要由分频模块（7）、上变频模块（8）、计数比较模块（9）和数据处理模块（10）构成，铷钟（4）给出的10MHz时钟信号经过上变频模块（8）的处理后变成200MHz的时钟信号，作为FPGA芯片（6）的工作主时钟；分频模块（7）对铷钟（4）给出的10MHz时钟信号进行分频，获得PPSint秒脉冲；主基站同步仪（1）的计数比较模块（9）只需要比较PPSint秒脉冲和GNSS接收机（5）给出的PPSGNSS秒脉冲之间的相位偏差；而从基站同步仪（2）的计数比较模块（9）则需要比较PPSint秒脉冲、GNSS接收机（5）给出的PPSGNSS秒脉冲以及主基站同步仪（1）给出的PPSMS信号，获得的相位偏差值都将送入数据处理模块（10）进行处理；在数据处理模块（10）的工作过程中，主基站同步仪（1）根据PPSint秒脉冲和PPSGNSS秒脉冲之间的相位偏差，利用滤波算法得到铷钟（4）的频率修正数，通过串口写入铷钟（4），实现铷钟的驯服；而从基站同步仪（2）不仅要完成铷钟的驯服，还要根据主基站同步仪（1）给出的PPSMS信号，统计出本基站的PPSint秒脉冲与PPSMS信号之间的固定偏差值，利用该偏差值进行修正，从而获得与主基站同步的PPS信号输出。