Как генерируется сигнал 1PPS в приемниках GPS?

Вопрос может показаться глупым, но время полета со спутника неизвестно и движется, эффект Доплера искажает частоту (и не является постоянной из-за относительной траектории), и спутники постоянно приходят и собираются на просмотр, заставляя постоянный смена эталонных часов.

Более того, 1pps должен иметь низкий уровень джиттера, но также находиться в фазе с часами UTC (но я не думаю, что он считается точным в этом аспекте, в основном он известен низким уровнем джиттера).

Здесь вторичный вопрос: подключена ли фаза 1PPS к несущей или демодулированному сигналу?

gps

— nraynaud
источник

Дополнительно: Качество сигнала 1PPS сильно зависит от приемника GPS, или есть стандартный алгоритм, который используется, чтобы все было правильно?

— труба

Чтобы быть в состоянии точно определить вашу позицию, вам нужно довольно точно определить время по спутникам, остальное усредняет

— PlasmaHH

Приемник GPS должен использовать данные по крайней мере от четырех спутников (большинство теперь используют все видимые спутники) для вычисления местоположения - точное время также получается из расчета местоположения.

— Питер Беннетт

Как только у вас есть исправление, время прохождения сигнала для каждого спутника известно (то есть, как вычисляется исправление), и его изменение отслеживается. Аналогично, допплер каждого спутника также известен (сигнал от спутника не может быть демодулирован без настройки на допплер, что является одной из причин того, что холодный запуск может быть отчасти медленным).

— Mkeith

Приемник поддерживает свою собственную внутреннюю временную базу, и некоторые из неизвестных, для которых он должен решить, являются частотными и фазовыми сдвигами между этой локальной временной базой и «системным временем GPS», определяемыми из принятых сигналов.

Как только получатель получит эти значения, выход 1PPS будет генерироваться из этой временной базы. Не существует «прямой связи» ни с несущей, ни с модуляцией какого-либо из спутниковых сигналов - в любом случае существует значительный доплеровский сдвиг для этих сигналов.

Приемники нижнего уровня используют недорогой TCXO (кварцевый генератор с температурной компенсацией) для управления локальной базой времени, но не делается попытка синхронизировать этот генератор с временем GPS. В результате выход 1PPS может иметь некоторое дрожание, при этом значение от пика к пику связано с периодом генератора (обычно порядка 20 - 50 нс _P-P ).

У более высокоточных приемников есть опция частотной синхронизации местного генератора с временем GPS, что устраняет дрожание.

В своих приложениях я обычно использую приемники с низким и средним диапазоном, которые не синхронизируют свои временные базы. В некоторых из моих дизайнов меня не волнует низкоуровневое дрожание. В других проектах я использовал в качестве фильтра джиттера второй ФАПЧ, чтобы создать собственную временную базу с низким джиттером.

— Дэйв Твид
источник