¿Cómo se genera la señal 1PPS en los receptores GPS?

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La pregunta puede parecer estúpida, pero el tiempo de vuelo desde el satélite se desconoce y se mueve, el efecto doppler está sesgando la frecuencia (y no es constante debido a la trayectoria relativa) y los satélites están constantemente yendo y viniendo a ver, forzando una constante cambio del reloj de referencia.

Además, el 1pps está destinado a tener poca fluctuación de fase pero también estar en fase con el reloj UTC (pero no creo que se afirme que sea preciso en este aspecto, es sobre todo famoso por la baja fluctuación de fase).

Aquí hay una pregunta secundaria: ¿la fase 1PPS está conectada a la onda portadora o a la señal demodulada?

gps nraynaud
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Además: ¿La calidad de la señal 1PPS depende en gran medida del receptor GPS, o hay un algoritmo estándar que se utiliza para hacerlo bien, que todos implementan?
tubería
Para poder encontrar su posición con precisión, necesita saber con bastante precisión la hora de los satélites, el resto está promediando
PlasmaHH
El receptor GPS debe usar datos de al menos cuatro satélites (la mayoría ahora usa todos los sats visibles) para calcular la posición; el tiempo exacto también sale del cálculo de la posición.
Peter Bennett
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Una vez que tiene una solución, se conoce el tiempo de vuelo de la señal para cada satélite (así es como se calcula la solución) y se realiza un seguimiento de su cambio. Del mismo modo, también se conoce el Doppler de cada satélite (la señal de un satélite no se puede demodular sin ajustar el Doppler, que es una de las razones por las que los arranques en frío pueden ser algo lentos).
mkeith

Respuestas:

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El receptor mantiene su propia base de tiempo interna, y algunas de las incógnitas que necesita resolver son las compensaciones de frecuencia y fase entre esa base de tiempo local y el "tiempo del sistema GPS" como se infiere de las señales recibidas.

Una vez que el receptor tiene esos valores, la salida de 1PPS se genera a partir de esa base de tiempo. No existe una "conexión directa" con la portadora ni con la modulación de ninguna de las señales de satélite; de ​​todos modos, hay un cambio Doppler significativo en esas señales.

Los receptores de gama baja utilizan un TCXO (oscilador de cristal compensado por temperatura) de bajo costo para controlar la base de tiempo local, pero no se hace ningún intento para bloquear la frecuencia de ese oscilador a la hora GPS. Como resultado, la salida de 1PPS puede tener cierta fluctuación, con el valor pico a pico relacionado con el período del oscilador (generalmente del orden de 20-50 ns P-P ).

Los receptores de alta precisión más elegantes tienen la opción de bloquear la frecuencia del oscilador local al tiempo del GPS, eliminando la fluctuación de fase.

En mis aplicaciones, generalmente uso receptores de rango bajo a medio que no bloquean la frecuencia de sus bases de tiempo. En algunos de mis diseños, no me importa la inquietud de bajo nivel. En otros diseños, he usado un segundo PLL como filtro de fluctuación de fase para crear mi propia base de tiempo de baja fluctuación de fase.

Dave Tweed
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