GNSS對于定位和授時的誤差主要原因是本地接收機的時鐘不能采用和衛(wèi)星鐘同樣的精準時鐘,衛(wèi)星鐘采用的是非常精確的銫原子鐘、銣原子鐘、氫原子鐘等,成本原因,地面使用的接收機不可能配備同樣昂貴的原子鐘,因此必然會存在本地鐘差,這也就導致了本地時鐘無法做到與衛(wèi)星時鐘完全同步。
GNSS 定位授時主要包括RNSS和RDSS兩種服務。在RNSS服務中,距離的測量存在偏差,這偏差主要來自于接收機與衛(wèi)星的鐘差,好在這個偏差對于每個衛(wèi)星都是一樣的。我們就可以在測量的時候考慮這個偏差,我們把這樣的測量結果稱為偽距,意思就是這樣的距離并不是真正的距離。偽距可以寫成下面的形式:
其中Xsj、Ysj、Zsj 是衛(wèi)星的相對坐標,Xu、Yu、Zu是接收機的相對坐標,but 就是誤差。
式中包含了X/Y/Z 及but 誤差4個變量,所以需要通過4個方程式,也就是至少4個衛(wèi)星參數(shù),最終能夠確定偽距,然后進行消冗處理。中國北斗系統(tǒng)兼容RNSS 和RDSS 服務,其中RDSS 是有源衛(wèi)星服務,可以通過在衛(wèi)星位置已知的條件下,計算出用戶機與兩顆衛(wèi)星的真實幾何距離。這樣,分別以兩顆衛(wèi)星為球心、用戶機至兩顆衛(wèi)星的距離為半徑確定兩個球面;用戶就在這兩球面交叉線上;在地面高程一致的情況下,地球表面與上述交叉線有兩個交點,一個在南半球,一個在北半球服務區(qū),對于我國用戶而言,后者即為用戶位置,也就是三球交會定位原理。
另外,中國北斗由于采用RDSS 的服務,北斗可提供SMS服務,這是北斗的獨家秘笈。從北斗一號,到北斗二號,再到北斗三號,北斗SMS功力不斷提升。北斗SMS服務,分為向亞太區(qū)域用戶提供的SMS和向全球用戶提供的SMS服務。區(qū)域SMS采用RDSS體制,用戶無法獨立完成距離解算,用戶要向GEO衛(wèi)星發(fā)出定位請求和信息,衛(wèi)星轉發(fā)至地面中心,地面中心完成用戶位置解算,并將位置和相關信息通過衛(wèi)星回傳給用戶。
目前,北斗三號的區(qū)域短報文通信服務單次短報文最大長度為14000比特,大約相當于1000漢字,全球短報文通信服務利用14顆MEO衛(wèi)星實現(xiàn)覆蓋全球的報文通信服務,單次短報文最大長度為560比特,大約相當于40個漢字。終端發(fā)射功率可降低到3W以下。短報文通信成功率也很高,根據(jù)評估,區(qū)域短報文通信成功率優(yōu)于99.6%,全球短報文通信成功率由于96.46%。
不管是定位導航還是短報文服務,作為地面接收機都需要采用高穩(wěn)定度的TCXO 產品, 也被稱之為溫度補償晶體振蕩器又稱溫補晶振,其在一定的溫度范圍內通過一定的補償方式(比如電容補償、熱敏電阻網絡補償?shù)龋┒3志w振蕩器的輸出頻率在一定的精度范圍內(如10-7級、10-6 級)的晶體振蕩器。它具有開機特性好、功耗低、頻率-溫度穩(wěn)定性高等特點。廣泛應用于各種通信、導航、雷達、衛(wèi)星定位系統(tǒng)、移動通信、程控電話交換機、各類電子測量儀表中。GNSS主板是由RF射頻芯片,基帶芯片和核心CPU,晶振且加上相關外圍電路而組成的一個集成電路,其所有的功能一般都集成在一塊PCB主板上,因此要求TCXO晶振不但滿足GNSS系統(tǒng)的穩(wěn)定性,同時又保證小型化設計,隨著定位精度的不斷提高,對TCXO 產品的短穩(wěn)特別是秒穩(wěn)提出了更高的要求。
惠倫公司是國內一家專業(yè)具備晶體晶振全系列產品研發(fā)、生產的公司,我們一直致力于產品性能的精耕細作,在國內是為數(shù)不多的具備從晶片研磨加工到最終產品 in house 能力的公司,并在2015年推出小尺寸SMD TCXO 產品,隨著產品升級換代的要求,對于TCXO 產品越來越趨向于小型化低功耗,惠倫公司的精研磨+光刻的生產工藝可以應對各類客戶及應用的要求。其中9T/1T 系列的高精度(+_0.5ppm vs. -40~85degC)、低抖動(-153dBm/hz@1Mhz)TCXO 產品已經被廣泛應用于各類電力、通信、導航等領域,短穩(wěn)斜率的指標已經可以比肩日系品牌,受到眾多客戶的認可:
9T26/1T26 系列2016&1612size產品的短穩(wěn)可以達到+_0.1ppm/degC ; +_10ppb/s
3TG10 10Mhz TCXO 產品適用于各類北斗短報文產品。