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    通过GPS（全球定位系统）接收机技术与应用的介绍，对数控温补晶体振荡器DS4000在GPS接收机中开拓出同步和定时的精确性应用方案作分析说明。

    接收机是GPS（全球定位系统）中重要组成部份，要开发DS4000温补晶体振荡器在GPS接收机中多用性的应用，那末应该对GPS（全球定位系统）的接收机技术应用与应用作一分析，为此有必要先对属全球定位系统(GPS)中卫星与接收机有关技术及应用作一介绍。

    卫星与接收机

    目前卫星（多达27颗）网络运行于非同步、近地轨道并覆盖全球，保证了定位系统的运行。而GPS接收机至少需要锁定4颗星，才能提供定位信息。这些卫星广播或发送的长系列码（或数字组合）称伪随机码。GPS接收机可通过已知的卫星伪随机码、光速以及保持卫星位置的查询表等参数，就能够计算出卫星的传输时间，再将传输时间转为距离。在多个卫星(大于4)的条件下，通过求解三角方程就可以算出GPS接收机的位置，也提供了用户的位置。

    GPS接收机的应用范围

    GPS接收机可应用于个人定位和定向的通用手持设备。即从航海、航空、勘探以及电信网络中的定时同步等应用范围。而每种应用要求有不同特性的接收机。例如，在通用手持设备应用中，接收机将利用4颗或更多的卫星接收信号，并将其转换为位置信息，该信息能够连接至地图数据库，指示出陆地位置； 而在航海和航空应用中，接收机同样将利用4颗或更多的卫星接收信号中获取的动态位置数据并将其导入船上或机上的导航系统，用于实时定位和定向。

    同步和定时是GPS接收机的重要特性

    GPS的另一个重要特性和应用是提供相当精确的时间基准:如电信网络中的同步；测试和测量设备的校准；航天观测和气象台的同步；地震监测以及用于公用电网的故障记录仪等方面的应用。尤其对于同步和定时应用，卫星信号的相位比信号承载的数据更为重要。

    在那些优先考虑时间同步的应用中，传输信号的相位差是最重要的。在电信网络中，GPS同步引擎提供这类网络的端到端定时。在为语音、视频或时间要求严格的数据传输网络运行中，最为重要的是服务质量的要求。

    而对于同步和定时要求来说，一个精密的频率参考是至关重要的。最精确的时间和频率的定义是基于铯原子，由铯光束标准产生精确的频率。

    那末是什么使GPS卫星系统足够满足网络同步要求的呢？每个GPS卫星都有一个基于铯原子的时钟源。这些非常精确的时钟保证时间精确到每年之3ns内，精密时间再通过微波传输到GPS接收机。

    GPS的接收机与温补晶体振荡器(TCXO)及其作用

    GPS接收机组成

    一个典型的GPS接收机包含如图1所示的功能块，它包括：射频(RF)部分、GPS信号处理器和主处理器。其中RF部分包括：GPS天线、RF滤波器和GPS RF前端。RF部分接收卫星信号，从载波频率中分离出伪随机码，并将其送至GPS信号处理器，在多数现有的接收机中，RF前端部分加上GPS信号处理器能够同时处理4至12颗卫星信号。这种并行处理的能力提供了更高的定位精度，缩短了输出数据的时间。主处理器向用户提供数据，即可以通过一个GUI(图象用户接口)、显示屏，或者其它操作系统途径向用户提供数据(见图3左侧所示)，至于何种途径这取决于实际应用的要求。

    在图1的框图中，存在2个振荡源，包括REF(基准)晶体(或振荡器)和RTC(实时时钟)晶体。REF晶体或振荡器可以相当精确或不精确，取决所使用的接收机。对振器器频率的要求依赖于GPS前端所采用的专用产品标准(ASSP)。  典型范围介于13MHz至30MHz之间，取决于生产厂家。在那些采用GPS接收机作为精密时间基准的应用中，REF振荡器可以是铷源、OCXO、甚至TCXO。在这种情况下，主处理器将修正卫星和接收机之间的任何定时滑动。

    RTC晶体为GPS接收机捕获信号过程提供实时时钟信息，以在27颗卫星群中捕获不同的卫星。通过关于卫星位置信息的查询表，RTC有助于提供一个锁定所有可见卫星的起始点。

    GPS接收机中的温补晶体振荡器(TCXO)的的作用