本發(fā)明涉及衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)領(lǐng)域，具體地說，涉及一種頻漂和時間確定方法、及gnss接收機。

背景技術(shù)：

作為當今世界最具發(fā)展前途的高科技領(lǐng)域之一，gnss(globalnavigationsatellitesystem，全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng))是一個國家綜合國力、核心競爭力與科技創(chuàng)新能力的重要標志和集中體現(xiàn)。目前gnss主要有中國的北斗(compass或者beidou)衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)、美國的全球定位系統(tǒng)(gps，globalpositioningsystem)、俄國的格洛納斯(glonass)、歐洲的伽利略(galileo)系統(tǒng)、印度區(qū)域?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)(irnss)、日本準天頂衛(wèi)星系統(tǒng)(qzss)及各個星基增強系統(tǒng)(sbas，比如waas、egnos、msas)等。

gnss接收機是用戶側(cè)的用于接收衛(wèi)星信號，以實現(xiàn)位置定位的設(shè)備，圖1示出了gnss接收機與gnss的架構(gòu)示意圖，如圖1所示，包括：gnss接收機01和gnss衛(wèi)星02，可參照。

gnss接收機為實現(xiàn)位置定位需要先進行衛(wèi)星信號的捕捉及跟蹤，由于不同衛(wèi)星的導(dǎo)航信號通常調(diào)制著不同的偽隨機噪聲碼(prn，簡稱偽碼)、不同衛(wèi)星信號一般受到不同的多普勒頻移效應(yīng)、gnss接收機的晶振頻率存在頻漂等原因，因此gnss接收機在搜索、捕捉衛(wèi)星信號時，涉及在一定范圍的頻率維度上對衛(wèi)星信號進行多普勒頻移(或者說載波頻率)搜索，也稱為對衛(wèi)星信號的頻率搜索，以及在一定范圍的時間維度上對衛(wèi)星信號的偽碼相位進行搜索，也稱為對衛(wèi)星信號的時間搜索。而在相同的接收機硬件資源和軟件算法條件下，對一個衛(wèi)星信號搜索的載波頻率值及碼相位值的二維不定區(qū)間范圍越大，則gnss接收機完成對該衛(wèi)星信號搜索的時間越長，這將加長gnss接收機首次定位所需時間(ttff)，影響接收機啟動性能。

本發(fā)明的發(fā)明人發(fā)現(xiàn)：搜索載波頻率值及碼相位值的不定區(qū)間范圍的大小，主要取決于gnss接收機對自身時間、位置、速度、晶體振蕩器等頻漂元件的頻漂等信息掌握的精確程度，頻漂為頻率漂移的簡稱；gnss接收機對這些信息的掌握準確程度越高，則gnss接收機就越能準確地估算出被搜索、捕獲衛(wèi)星信號的載波頻率和碼相位這二維參數(shù)，也就是說，所估算出的作為搜索載波頻率值及碼相位值的不定區(qū)間范圍就越?。灰虼巳绾翁嵘齡nss接收機對自身時間、位置、速度、頻漂元件的頻漂等信息掌握的精確程度，顯得尤為必要。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

有鑒于此，本發(fā)明實施例提供一種頻漂和時間確定方法、及gnss接收機，以準確地確定gnss接收機中的頻漂元件的頻漂及時間信息，為減小搜索載波頻率值及碼相位值所用的不定區(qū)間范圍的大小，減小gnss接收機的首次定位所需時間提供可能。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明實施例提供如下技術(shù)方案：

一種頻漂和時間確定方法，其特征在于，包括：

確定頻漂元件當前的頻漂值，及當前的gnss時間值；

其中，確定頻漂元件當前的頻漂值的過程包括：獲取頻漂元件當前的相關(guān)溫度值；所述相關(guān)溫度值由溫度感應(yīng)元件感應(yīng)得到；調(diào)取預(yù)分析的頻漂模型，所述頻漂模型表示有頻漂元件的溫度值及頻漂值的函數(shù)關(guān)系；根據(jù)所述頻漂模型及所述當前的相關(guān)溫度值，確定頻漂元件當前的頻漂值；

確定當前的gnss時間值的過程包括：獲取頻漂元件當前的計數(shù)值；根據(jù)上一次頻漂元件的計數(shù)值和相應(yīng)的gnss時間值，推算出當前的gnss時間值。

一種gnss接收機，其特征在于，包括：系統(tǒng)級芯片，溫度感應(yīng)元件，頻漂元件；其中，系統(tǒng)級芯片中設(shè)置有嵌入式計算機，外設(shè)總線接口，溫度傳感控制器，及可讀寫存儲器；嵌入式計算機通過外設(shè)總線接口，與溫度傳感控制器及可讀寫存儲器通信；

所述溫度感應(yīng)元件用于感應(yīng)頻漂元件的相關(guān)溫度值；

所述溫度傳感控制器用于受嵌入式計算機的控制，控制溫度感應(yīng)元件的工作狀態(tài)；

所述可讀寫存儲器用于存儲溫度感應(yīng)元件所感應(yīng)的頻漂元件的相關(guān)溫度值和相應(yīng)的rtc計數(shù)值；

所述嵌入式計算機用于，確定頻漂元件當前的頻漂值，及當前的gnss時間值；

其中，確定頻漂元件當前的頻漂值的過程包括：獲取頻漂元件當前的相關(guān)溫度值；所述相關(guān)溫度值由溫度感應(yīng)元件感應(yīng)得到；調(diào)取預(yù)分析的頻漂模型，所述頻漂模型表示有頻漂元件的溫度值及頻漂值的函數(shù)關(guān)系；根據(jù)所述頻漂模型及所述當前的相關(guān)溫度值，確定頻漂元件當前的頻漂值；

確定當前的gnss時間值的過程包括：獲取頻漂元件當前的計數(shù)值；根據(jù)上一次頻漂元件的計數(shù)值和相應(yīng)的gnss時間值，推算出當前的gnss時間值。

基于上述技術(shù)方案，本發(fā)明實施例提供的頻漂和時間確定方法可基于預(yù)分析的頻漂模型，及所獲取的頻漂元件當前的相關(guān)溫度值，實現(xiàn)頻漂元件當前的頻漂值的準確確定；同時根據(jù)上一次頻漂元件的計數(shù)值和相應(yīng)的gnss時間值，推算出當前的gnss時間值，使得gnss接收機能夠?qū)ψ陨眍l漂元件的頻漂及時間信息進行精準的掌握，為減小搜索載波頻率值及碼相位值所用的不定區(qū)間范圍的大小，減小gnss接收機的首次定位所需時間提供可能。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)提供的附圖獲得其他的附圖。

圖1為gnss接收機與gnss的架構(gòu)示意圖；

圖2為gnss接收機搜索衛(wèi)星信號的三維搜索空間的示意圖；

圖3為tcxo頻漂模型和rtc頻漂模型的構(gòu)建過程示意圖；

圖4為本發(fā)明實施例提供的頻漂模型的構(gòu)建方法的流程圖；

圖5為本發(fā)明實施例提供的更新數(shù)據(jù)庫的方法流程圖；

圖6為更新和構(gòu)建模型的示意圖；

圖7為頻漂確定方法的流程圖；

圖8為利用tcxo頻漂模型推測tcxo的當前頻漂值的方法流程圖；

圖9為推算晶體振蕩器當前的時間值的方法流程圖；

圖10為確定txco頻漂及gnss時間的流程圖；

圖11為本發(fā)明實施例提供的rtc的頻漂值獲得所需的結(jié)構(gòu)架構(gòu)示意圖；

圖12為本發(fā)明實施例提供的系統(tǒng)級芯片中的綜合技術(shù)措施示意圖；

圖13為本發(fā)明實施例提供的gnss接收機的結(jié)構(gòu)框圖；

圖14為本發(fā)明實施例提供的gnss接收機的另一結(jié)構(gòu)框圖；

圖15為本發(fā)明實施例提供的數(shù)字溫度傳感器的結(jié)構(gòu)框圖；

圖16為本發(fā)明實施例提供的模擬溫度傳感器的結(jié)構(gòu)框圖。

具體實施方式

需要進一步說明的是，如圖1所示，gnss接收機為實現(xiàn)位置定位需要先進行衛(wèi)星信號的捕捉及跟蹤(包括由于建筑物阻擋等原因而導(dǎo)致失去跟蹤信號后，gnss接收機對衛(wèi)星信號的重捕情形)；而gnss接收機捕捉衛(wèi)星信號的過程可以認為是一個三維搜索過程，即gnss接收機需要先確定哪些衛(wèi)星的衛(wèi)星信號可能可見，按照怎樣的一個順序去搜索可見衛(wèi)星的衛(wèi)星信號，然后對每顆可能可見而值得搜索的衛(wèi)星進行衛(wèi)星信號的頻率和時間的二維搜索；因為不同的衛(wèi)星信號通常調(diào)制著不同的偽隨機噪聲碼(prn，簡稱偽碼)，并且呈現(xiàn)不同的多普勒頻移，所以對衛(wèi)星信號頻率這一維的搜索又稱為多普勒頻移搜索，即搜索衛(wèi)星信號的載波頻率，而對時間這一維的搜索又稱為偽碼相位的搜索，即搜索衛(wèi)星信號的碼相位；同時，當gnss接收機對至少四顆衛(wèi)星進行信號跟蹤與測量時，gnss接收機就可以實現(xiàn)自我定位、定速和定時。

gnss接收機的這種定位、定速和定時算法還一并解算出了gnss接收機的頻率誤差，它直接線型地反映了接收機晶體振蕩器等頻漂元件的頻漂值，所以本發(fā)明實施例可直接通過gnss接收機解算出頻漂元件的頻漂值，而解算出的頻漂值將作為本發(fā)明實施例提供的頻漂確定機制的輸入值，用來建立晶體振蕩器等頻漂元件的溫度值及頻漂值的模型。

另外，gnss接收機的運行和定位、定速和定時算法也獲得了相應(yīng)于定位結(jié)果值的gnss時間，此時可讀取通過晶體振蕩器(簡稱晶振)的計數(shù)值和rtc的計數(shù)值；也就是說，gnss接收機可以獲得在同一時刻的gnss時間值、晶體振蕩器的頻漂值、晶體振蕩器的計數(shù)值、rtc計數(shù)值；本發(fā)明實施例可記錄rtc計數(shù)值和相應(yīng)溫度值的數(shù)據(jù)對(可由溫度感應(yīng)元件和記錄儀提供數(shù)據(jù)對)，給出了晶體振蕩器的頻率值與rtc頻率值的比率(可由校頻器提供比例)，因而再根據(jù)本發(fā)明實施例給出的對頻漂元件(晶體振蕩器和rtc)的頻漂確定方法確定它們在各個計數(shù)值相應(yīng)的頻漂值，接著確定相應(yīng)于當前計數(shù)值的gnss時間值，如此獲得對頻漂元件的頻率和時間的維持掌握。

圖2示出了gnss接收機搜索衛(wèi)星信號的三維搜索空間的示意圖；gnss接收機需要對每一顆衛(wèi)星進行碼相位和頻率的二維搜索；對于頻率和碼相位這兩個信號參量的搜索區(qū)間，通常用它們的參數(shù)估計中心值和參數(shù)估計不定值來表示，其中參數(shù)估計中心值位于該參數(shù)搜索區(qū)間的中間點，而參數(shù)估計不定值決定著該參數(shù)搜索區(qū)間的范圍大??；參數(shù)估計中心值越不精確，也就是說，參數(shù)估計不定值越大，則對該信號參量的搜索區(qū)間范圍就越大，在gnss接收機相同的計算能力條件下，信號搜索和捕獲就完成得越慢，從而使得gnss接收機啟動后的首次定位所需時間(ttff)就越長，影響接收機性能；

然而，由于衛(wèi)星與gnss接收機之間相對運動所引起的多普勒效應(yīng)，gnss接收機實際接收到的衛(wèi)星信號的載波頻率一般不再等于衛(wèi)星信號的標稱載波頻率，另一方面，由于gnss接收機晶體振蕩器的頻率漂移(簡稱頻漂)因素，由晶體振蕩器元件所真正產(chǎn)生、綜合出來的實際頻率值也并不等于設(shè)計期望產(chǎn)生的標稱頻率，這兩方面因素就導(dǎo)致gnss接收機只能在一個載波頻率不定區(qū)間范圍內(nèi)搜索衛(wèi)星信號的載波頻率值；類似地，一方面由于衛(wèi)星到gnss接收機的幾何距離值未知，或者對該幾何距離值的估算不精確，另一方面由于gnss接收機時鐘與衛(wèi)星時鐘存在偏差，這兩方面因素也會導(dǎo)致gnss接收機只能在一個碼相位不定區(qū)間范圍內(nèi)搜索衛(wèi)星信號的碼相位；

如圖2所示，如圖接收機搜索算法相同，即每個搜索單元的大小相同，對每個搜索單元搜索所花的時間也相同，那么，若搜索載波頻率值及碼相位值的不定區(qū)間范圍越大，則該搜索范圍所包含的搜索單元數(shù)量就越多，gnss接收機在所有這些搜索單元上完成衛(wèi)星信號搜索的時間越長，這將影響gnss接收機首次定位所需時間(ttff)。

搜索載波頻率值及碼相位值的不定區(qū)間范圍的大小，主要取決于gnss接收機對自身時間、位置、速度、晶體振蕩器等頻漂元件的頻漂等信息掌握的精確程度；若gnss接收機對這些信息的掌握準確程度越高，則gnss接收機就越能估算出被搜索、捕獲衛(wèi)星信號的載波頻率和碼相位這二維參數(shù)，也就是說，所估算出的作為搜索載波頻率值及碼相位值的不定區(qū)間范圍就越小；那么在相同的硬件資源和算法軟件條件的gnss接收機情境下，gnss接收機就能越快完成衛(wèi)星信號的搜索，就越具有越短的ttff，gnss接收機的ttff性能也將越好；

而在gnss接收機的時間、位置、速度、頻漂元件的頻漂等信息的確定過程中，作為頻漂元件(如頻率源的晶體振振蕩器，特別是溫補晶體振振蕩器tcxo)會存在隨溫度變化的頻漂，由于頻漂元件的頻漂會隨著溫度變化，這就導(dǎo)致頻漂元件的頻漂信息的確定存在一定的難度；

因為晶體振蕩器等頻漂元件的頻漂值所處環(huán)境的溫度值之間存在一定的函數(shù)關(guān)系，因此一種常見的做法是在gnss接收機中設(shè)置溫度感應(yīng)元件，通過溫度感應(yīng)元件感應(yīng)頻漂元件的相關(guān)溫度，從而通過所測量的頻漂元件的相關(guān)溫度，基于預(yù)分析出的頻漂模型(該頻漂模型表示頻漂元件的溫度值及頻漂值的函數(shù)關(guān)系)，實現(xiàn)晶體振蕩器等頻漂元件的頻漂值的確定。

基于上述闡述，下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中溫度傳感與記錄、校頻器設(shè)計、頻漂確定和時間確定等技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。

可選的，為實現(xiàn)本發(fā)明實施例提供的頻漂及時間確定方法，本發(fā)明實施例需要預(yù)先構(gòu)建出頻漂模型，該頻漂模型可以表示頻漂元件的溫度值及頻漂值的函數(shù)關(guān)系；頻漂元件如gnss接收機中的tcxo(溫補晶體振蕩器)等晶體振蕩器，也可能是rtc(實時時鐘)；具體的，tcxo頻漂模型和rtc頻漂模型的構(gòu)建過程可以如圖3所示，參照圖3，該構(gòu)建過程可以包括：

步驟s10、在檢測到一次gnss定位時，解算tcxo頻漂值和gnss時間。

可選的，以頻漂元件為晶體振蕩器為例，在gnss接收機的運行過程中，本發(fā)明實施例可以根據(jù)對至少對4顆衛(wèi)星信號的測量值，經(jīng)gnss定位定速定時(pvt)算法，就可以求解出接收機的頻率偏差值，以該頻率偏差值線性反映相應(yīng)的晶體振蕩器的頻漂值。同時，該pvt算法還獲得了此定位時刻的gnss時間。

此外，接收機還可以讀取rtc、tcxo和溫度傳感硬件模塊，獲得相應(yīng)于該定位時刻的rtc計數(shù)值、tcxo計數(shù)值和溫度值。所有這些在一系列不同時刻的參量值，包括tcxo頻漂值、gnss時間、rtc計數(shù)值、tcxo計數(shù)值和溫度值，是作為本專利所介紹的一些算法的已知輸入值。

步驟s11、獲取當前的tcxo計數(shù)值，rtc計數(shù)值和溫度值。

步驟s12、對解算的tcxo頻漂值、gnss時間，及獲取的當前的tcxo計數(shù)值，rtc計數(shù)值和溫度值，進行數(shù)據(jù)質(zhì)量檢測。

步驟s13、如果數(shù)據(jù)質(zhì)量檢測未通過，等待下一次gnss定位，返回步驟s10。

步驟s14、如果數(shù)據(jù)質(zhì)量檢測通過，數(shù)據(jù)參與到tcxo頻漂模型的建立。

步驟s15、如果數(shù)據(jù)質(zhì)量檢測通過，通過校頻器獲得當前rtc的頻漂。

步驟s16、結(jié)合當前rtc的頻漂與上述數(shù)據(jù)，參與rtc頻漂模型的建立。

在通過圖3所示方法得到眾多的數(shù)據(jù)對后，本發(fā)明實施例可實現(xiàn)頻漂模型的構(gòu)建，圖4示出了頻漂模型的構(gòu)建方法，參照圖4，該方法可以包括：

步驟s20、調(diào)取數(shù)據(jù)庫，所述數(shù)據(jù)庫記錄有頻漂元件多對的溫度值及頻漂值的數(shù)據(jù)對；

在本發(fā)明實施例中，數(shù)據(jù)庫中記錄有頻漂元件多對的溫度值及頻漂值的數(shù)據(jù)對，各數(shù)據(jù)對中的溫度值及頻漂值通過測量時刻相對應(yīng)關(guān)聯(lián)；

在gnss接收機的運行過程中，本發(fā)明實施例可不斷的通過溫度感應(yīng)元件感應(yīng)頻漂元件的溫度值，得到頻漂元件依時間推移的多個溫度值，并記錄各個溫度值及相應(yīng)的測量時刻；

可選的，以頻漂元件為晶體振蕩器為例，在gnss接收機的運行過程中，本發(fā)明實施例可以根據(jù)對至少對4顆衛(wèi)星信號的測量值，經(jīng)gnss定位定速定時(pvt)算法，就可以求解出接收機的頻率偏差值，以該頻率偏差值線性反映相應(yīng)的晶體振蕩器的頻漂值。同時，該pvt算法還獲得了此定位時刻的gnss時間。此外，接收機還可以讀取rtc、tcxo和溫度傳感硬件模塊，獲得相應(yīng)于該定位時刻的rtc計數(shù)值、tcxo計數(shù)值和溫度值。所有這些在一系列不同時刻的參量值，包括tcxo頻漂值、gnss時間、rtc計數(shù)值、tcxo計數(shù)值和溫度值，是作為本專利所介紹的一些算法的已知輸入值。

在本發(fā)明實施例中，gnss接收機運行時，一般通過一塊內(nèi)置的以電池供電的內(nèi)存(bbram)來保存最新的時間、位置、速度、頻率和衛(wèi)星導(dǎo)航電文星歷、歷書等數(shù)據(jù)信息；

另一方面，在gnss接收機冷啟動，晶體振蕩器在gnss接收機啟動前未工作，又還未實現(xiàn)定位，還未解算出晶體振蕩器的頻漂值的情況下，本發(fā)明實施例可通過gnss接收機中設(shè)置的rtc(實時時鐘)在gnss接收機及晶體振蕩器斷電時，不斷記錄rtc計數(shù)值和相應(yīng)的溫度值，以此來推測和維持時間信息；

步驟s21、根據(jù)數(shù)據(jù)庫中記錄的多對的溫度值及頻漂值的數(shù)據(jù)對，確定各溫度值相應(yīng)的平均頻漂值；

步驟s22、將各溫度值相應(yīng)的平均頻漂值進行曲線逼近擬合處理，得到表示溫度值及頻漂值的函數(shù)關(guān)系式，以所述函數(shù)關(guān)系式表示頻漂模型。

本發(fā)明實施例可根據(jù)數(shù)據(jù)庫中的多對溫度值及頻漂值的數(shù)據(jù)對，計算各個溫度值下的平均頻漂值，以將對應(yīng)于各個溫度下的平均頻漂值進行曲線逼近擬合處理，如此可產(chǎn)生頻漂模型，如得到函數(shù)y＝f(x)，其中x為溫度值，y為頻漂值；

可選的，如果參加曲線逼近擬合的數(shù)據(jù)數(shù)量不夠，那么說明頻漂模型還沒法建立完成；

值得注意的是，由于溫度值及頻漂值的數(shù)據(jù)對在數(shù)據(jù)庫中不斷的更新，頻漂模型在不同時間是不一樣的，但是差別是不大的，這是屬于正常的現(xiàn)象；主要原因是，一是因為頻漂模型隨著數(shù)據(jù)的增加而變得越來越準確、可靠，二是石英晶體等構(gòu)成的頻漂元件存在著隨著時間推移而老化的現(xiàn)象。

在接收機運行、定位的過程中，由于在不同gnss時刻不斷有新的頻漂值被pvt算法解算出來，因而數(shù)據(jù)庫和頻漂模型也會相應(yīng)地被不斷更新，其循環(huán)更新的最高頻率等于定位頻率，比如每秒一次等。可選的，在頻漂模型還沒建立完成前，該循環(huán)更新的頻率盡量以最高頻率運轉(zhuǎn)；當頻漂模型建立完成后，該循環(huán)更新的頻率可以降低，以降低芯片運算量和功耗。

可選的，對晶體振蕩器頻漂模型的建立，與對rtc頻漂模型的建立會存在一些差異，主要的區(qū)別在于tcxo晶體振蕩器是用來驅(qū)動對衛(wèi)星信號的采樣和計時，故接收機pvt算法能夠計算出晶體振蕩器的頻漂，并作為建立晶體振蕩器頻漂模型的數(shù)據(jù)輸入；然而，rtc并沒有驅(qū)動對衛(wèi)星信號的采樣和計時，故用于建立rtc頻漂模型的rtc頻漂值并不能通過接收機pvt定位算法等方法獲得，而是需要通過校頻器參考晶體振蕩器的頻率才能間接獲得。

下面以通過晶體振蕩器實現(xiàn)頻漂模型的建立為例，對通過晶體振蕩器實現(xiàn)數(shù)據(jù)庫建立更新的過程進行說明；相應(yīng)的，頻漂元件為tcxo等晶體振振蕩器；

圖5為本發(fā)明實施例提供的更新數(shù)據(jù)庫的方法流程圖，參照圖5，該方法可以包括：

步驟s30、根據(jù)對至少4個衛(wèi)星信號的測量值或pvt定位算法求解出gnss接收機的頻率偏差值，該值線性地反映著晶體振蕩器的頻漂值；

gnss接收機通過對衛(wèi)星信號的跟蹤，獲得對該衛(wèi)星信號的偽距、多普勒等測量值，然后假如存在至少4顆衛(wèi)星的測量值，那么接收機pvt軟件就可根據(jù)這些衛(wèi)星測量值求解出gnss接收機的定位、定速值、時間偏差值和頻率偏差值等；其中，時間偏差值可用來校正gnss接收機的時鐘，使其保持與gnss時間的一致；而頻率偏差值線性地反映著tcxo晶體振蕩器的頻漂值。

關(guān)于pvt定位算法，一般對于gnss領(lǐng)域的人而言都知曉。

步驟s31、從頻漂值中確定定位質(zhì)量符合設(shè)定定位質(zhì)量要求的頻漂值；

為了確保定位結(jié)果和所建立的晶體振蕩器的頻漂模型的可靠性，只有當定位質(zhì)量好到一定程度時，本發(fā)明實施例才認為頻率偏差值等定位、定速結(jié)果準確可靠，才可作為輸入應(yīng)用于晶體振蕩器頻漂模型的建立；

因此，本發(fā)明實施例可設(shè)定定位質(zhì)量要求，只有定位質(zhì)量符合設(shè)定定位質(zhì)量要求，那么此時作為定位結(jié)果一部分的頻漂值才能被選取參與晶體振蕩器頻漂模型的建立；設(shè)定定位質(zhì)量要求可以定量地根據(jù)衛(wèi)星測量值數(shù)目、信號強度、精度因子(dop)、定位結(jié)果的方差等參數(shù)、指標值的大小來決定。

步驟s32、當所確定的頻漂值對應(yīng)的測量時刻存在有效溫度值時，提取所確定的頻漂值相應(yīng)的溫度值，形成待處理的溫度值及頻漂值的數(shù)據(jù)對；

滿足質(zhì)量要求的頻漂值能夠被用于建立頻漂模型的另一條件是，相應(yīng)測量時刻的溫度值有效，溫度值可以通過溫度傳感器等溫度感應(yīng)元件獲得。事實上，由于溫度變化的緩慢性，假如接收機的定位時刻與溫度測量時刻之間存在毫秒級甚至秒級的差異，那么這種差異不影響溫度傳感值的有效性。這樣，當定位質(zhì)量符合設(shè)定定位質(zhì)量要求，并且相應(yīng)測量時刻記錄的溫度值有效時，這一對被認為是相應(yīng)于同一時刻的溫度值及頻漂值的數(shù)據(jù)對，就可參與晶體振蕩器的頻漂模型的建立或更新。

若一對溫度值及頻漂值數(shù)據(jù)不成立或者不滿足條件，則我們可以放棄。因為定位解算及其結(jié)果通常每秒鐘運行、產(chǎn)生一次，所以我們通常有足夠的時間和機會收集足夠的溫度-頻漂值數(shù)據(jù)對和建立一套穩(wěn)定可靠的晶體振蕩器頻漂模型。

步驟s33、將所述待處理的溫度值及頻漂值的數(shù)據(jù)對加入數(shù)據(jù)庫，所述數(shù)據(jù)庫記錄有多對的溫度值及頻漂值的數(shù)據(jù)對，一個溫度值對應(yīng)有多個頻漂值。

另一方面，在經(jīng)過步驟s32確定待處理的溫度值及頻漂值的數(shù)據(jù)對后，本發(fā)明實施例還可利用數(shù)據(jù)庫中歷史保存的溫度值及頻漂值的數(shù)據(jù)對，或者歷史建立的晶體振振蕩器的頻漂模型，對步驟s32確定的待處理的溫度值及頻漂值的數(shù)據(jù)對進行一致性的驗證；

由于溫度值的測量誤差，加上包含頻漂值在內(nèi)的定位解算結(jié)果誤差，因而一個數(shù)值有效的溫度值及頻漂值的數(shù)據(jù)對有可能誤差較大，質(zhì)量不好，應(yīng)該被丟棄。檢驗一個溫度值及頻漂值的數(shù)據(jù)對的一致性，一般可檢驗其與保持在gnss接收機內(nèi)存中的歷史的數(shù)據(jù)對信息，或者已經(jīng)建立起來的晶體振振蕩器的頻漂模型的一致性實現(xiàn)；

比如保存對應(yīng)于每一個溫度下的頻漂平均值和方差為σ²，那么本發(fā)明實施例可以比較當前頻漂值是否在當前溫度值相應(yīng)的頻漂平均值和方差的預(yù)設(shè)變動范圍內(nèi)(如當前頻漂值是否在當前溫度值相應(yīng)的頻漂平均值和方差，上下的幾個σ范圍之內(nèi))，若是，則認為待處理的溫度值及頻漂值的數(shù)據(jù)對的一致性驗證通過，若否，則認為待處理的溫度值及頻漂值的數(shù)據(jù)對的一致性驗證不通過；

若當前頻漂值與歷史的數(shù)據(jù)對信息相一致，則待處理的溫度值及頻漂值的數(shù)據(jù)對可被保存起來，加入數(shù)據(jù)庫中，并在后續(xù)有新的數(shù)據(jù)對時驗證新的數(shù)據(jù)對的一致性，比如重新計算在該溫度值下的頻漂平均值和方差σ²；

顯然，如果gnss接收機沒有歷史的溫度值及頻漂值的數(shù)據(jù)對，則當前待處理的溫度值及頻漂值的數(shù)據(jù)對可加入數(shù)據(jù)庫中，以建立數(shù)據(jù)庫。

相應(yīng)的，基于圖5方法更新數(shù)據(jù)庫后，本發(fā)明實施例可根據(jù)數(shù)據(jù)庫中多對的溫度值及頻漂值的數(shù)據(jù)對，確定各溫度值相應(yīng)的平均頻漂值；將各溫度值相應(yīng)的平均頻漂值進行曲線逼近擬合處理，得到表示溫度值及頻漂值的函數(shù)關(guān)系式，以所述函數(shù)關(guān)系式表示基于晶體振蕩器的頻漂模型。

可選的，在頻漂模型建立完成后，數(shù)據(jù)庫和頻漂模型循環(huán)更新的頻率可以降低，同時對于新確定的溫度值及頻漂值的數(shù)據(jù)對的一致性的檢測、驗證的標準，可以相應(yīng)提高。

相應(yīng)的，每獲取到當前的計數(shù)值，溫度值和頻漂值等數(shù)據(jù)后，本發(fā)明實施例可用這些數(shù)據(jù)進行模型的建立或更新；圖6示出了相應(yīng)的更新示意圖，參照圖6，該過程可以包括：

步驟s40、輸入當前的計數(shù)值、溫度值和頻漂值等數(shù)據(jù)。

步驟s41、檢測數(shù)據(jù)有效性。

步驟s42、如果數(shù)據(jù)有效性檢測未通過，放棄數(shù)據(jù)。

步驟s43、如果數(shù)據(jù)有效性檢測通過，保存數(shù)據(jù)，并利用數(shù)據(jù)建立或更新頻漂模型。

基于上述建立的頻漂模型，本發(fā)明實施例可實現(xiàn)頻漂確定，圖7為本發(fā)明實施例提供的頻漂確定方法的流程圖，該方法可應(yīng)用于gnss接收機的系統(tǒng)級芯片中，具有數(shù)據(jù)處理能力的微處理器中(微處理如系統(tǒng)級芯片中的嵌入式計算機等)；在本發(fā)明實施例中，gnss接收機中可設(shè)置溫度感應(yīng)元件(如溫度傳感器)，由該溫度感應(yīng)元件感應(yīng)頻漂元件相關(guān)的溫度值，該溫度感應(yīng)元件可受溫度傳感控制器控制進行工作；而該溫度傳感控制器可與所述微處理器通信，受所述微處理器的控制；

參照圖7，本發(fā)明實施例提供的頻漂確定方法可以包括：

步驟s50、獲取頻漂元件當前的相關(guān)溫度值。

在本發(fā)明實施例中，頻漂元件如gnss接收機中的tcxo(溫補晶體振蕩器)等晶體振蕩器，也可能是rtc(實時時鐘)；

以頻漂元件為晶體振蕩器為說明，在現(xiàn)有技術(shù)中，gnss接收機可能由于剛啟動、中途丟失信號等各種原因而沒能定位時，其晶體振蕩器的頻漂值，及時間偏差等信息就不可能被解算出來；然而此時gnss接收機正需要這些信息，來實現(xiàn)衛(wèi)星信號捕獲或者重捕，因此現(xiàn)有技術(shù)就存在一個衛(wèi)星信號捕獲或者重捕的滯后過程；而本發(fā)明實施例則可利用預(yù)先分析的頻漂模型，在gnss接收機剛啟動、中途丟失信號等情況下，推算出晶體振蕩器的頻漂值，甚至是當前的時間值；

以頻漂元件為rtc為說明，現(xiàn)有技術(shù)中由于系統(tǒng)級芯片及其溫補晶體振蕩器(tcxo)斷電關(guān)掉后，gnss的時間信息將沒有器件維持，tcxo的頻漂狀況由于沒有定位解算而失去控制，這就導(dǎo)致接收機在下次供電啟動后，由于缺乏對頻率和時間信息的準確掌握，影響對信號搜索、捕獲的快速完成。；而本發(fā)明實施例可在系統(tǒng)級芯片及其tcxo斷電關(guān)掉后，采用rtc維持時間計數(shù)，而用溫度傳感與記錄儀按一定間隔記錄一系列rtc計數(shù)值及其相應(yīng)的溫度值；在接收機通電啟動后，根據(jù)預(yù)先已經(jīng)建立的rtc溫度-頻漂模型和一系列記錄的溫度值，我們可以推算出在各個計數(shù)時刻的rtc頻漂值，接著進一步推算出至當前rtc計數(shù)時刻的gnss時間值。值得注意的是，在系統(tǒng)級芯片及其tcxo工作期間，可采用一塊以電池供電的內(nèi)存(bbram)來保存最新的時間、位置、速度、頻率和衛(wèi)星導(dǎo)航電文星歷、歷書以及溫度傳感記錄等數(shù)據(jù)信息；

可選的，在本發(fā)明實施例中，頻漂元件當前的相關(guān)溫度值可以通過，設(shè)置于頻漂元件附近的溫度感應(yīng)元件感應(yīng)得到，溫度感應(yīng)元件可感應(yīng)頻漂元件當前有效的相關(guān)溫度值。應(yīng)當說明的是，由于溫度感應(yīng)器件與rtc和tcxo之間存在一定物理距離，因此溫度感應(yīng)器件測量得到的溫度不一定等于rtc和tcxo的溫度，兩者之間存在測量誤差和溫度傳導(dǎo)延時。然而，一方面，即使存在測量誤差和延時，這種溫度感應(yīng)和記錄能顯著提高接收機對頻漂和時間的掌握準確程度；另一方面，我們應(yīng)該盡量讓溫度傳感元件在距離上靠近rtc和tcxo；

可選的，溫度感應(yīng)元件感應(yīng)相關(guān)溫度值后，可由溫度傳感控制器存儲在存儲器件中，而微處理器在需要進行頻漂確定時，可接管所述存儲器件的控制權(quán)限，從所述存儲器件中讀取出頻漂元件當前的相關(guān)溫度值，頻漂元件當前的相關(guān)溫度值可以是存儲器件中存儲的當前時刻相應(yīng)的相關(guān)溫度值；

存儲在存儲器件中的數(shù)據(jù)，除了溫度值以外，還需要傳感每個溫度時的時間信息，比如是rtc計數(shù)值，即一系列rtc計數(shù)值和溫度值數(shù)據(jù)對被記錄到存儲器件中。為了減少被存儲的數(shù)據(jù)量，節(jié)省所需的存儲器件空間，另一種做法是無需記錄與溫度值相應(yīng)的rtc計數(shù)值，而是根據(jù)微處理器對溫度感應(yīng)元件的控制設(shè)置，即進行首個溫度傳感的rtc計數(shù)值k0和相鄰兩個溫度傳感的時間間隔(也以rtc計數(shù)值為計時單位的)δk，那么我們就可以推算出各個按順序記錄的各個溫度值所對應(yīng)的rtc計數(shù)，即第i(i＝0,1,2,…)個溫度值所對應(yīng)的rtc計數(shù)值ki為

ki＝k0+i*δk

可選的，本發(fā)明實施例也不排除在溫度感應(yīng)元件，或者，溫度傳感控制器可與微處理器直接進行數(shù)據(jù)交互的情境下，由微處理器直接從溫度感應(yīng)元件，或者，溫度傳感控制器處獲取頻漂元件當前的相關(guān)溫度值的情況；

可選的，溫度感應(yīng)元件可以是在微處理器的片內(nèi)感應(yīng)該相關(guān)溫度值(相應(yīng)的，溫度感應(yīng)元件可以是設(shè)置在系統(tǒng)級芯片內(nèi))，也可能是在片外感應(yīng)該相關(guān)溫度值(相應(yīng)的，溫度感應(yīng)元件可以是設(shè)置在系統(tǒng)級芯片外部)。

步驟s51、調(diào)取預(yù)分析的頻漂模型，所述頻漂模型表示有頻漂元件的溫度值及頻漂值的函數(shù)關(guān)系。

步驟s52、根據(jù)所述頻漂模型及所述當前的相關(guān)溫度值，確定頻漂元件當前的頻漂值。

可選的，本發(fā)明實施例可將所述當前的相關(guān)溫度值，代入所述頻漂模型表示的函數(shù)關(guān)系中，從而通過計算處理，得出頻漂元件當前的頻漂值；

如頻漂模型表示的是頻漂元件的溫度值及頻漂值的函數(shù)關(guān)系，且函數(shù)關(guān)系式如y＝f(x)，其中，x為頻漂元件的相關(guān)溫度值，y為頻漂元件的頻漂值，則通過本發(fā)明實施例提供的頻漂確定方法所確定的頻漂元件的頻漂值，可以為f(x)。

本發(fā)明實施例提供的頻漂確定方法包括：獲取頻漂元件當前的相關(guān)溫度值；調(diào)取預(yù)分析的頻漂模型，所述頻漂模型表示有頻漂元件的溫度值及頻漂值的函數(shù)關(guān)系；根據(jù)所述頻漂模型及所述當前的相關(guān)溫度值，確定頻漂元件當前的頻漂值。可以看出，本發(fā)明實施例提供的頻漂確定方法，可基于預(yù)分析的頻漂模型，及所獲取的頻漂元件當前的相關(guān)溫度值，實現(xiàn)頻漂元件當前的頻漂值的準確確定，使得gnss接收機能夠?qū)ψ陨眍l漂元件的頻漂信息進行精準的掌握，能夠減小搜索載波頻率值的不定區(qū)間。

進一步，根據(jù)各個rtc計數(shù)值-頻漂數(shù)據(jù)對，我們可以推導(dǎo)出相應(yīng)的一系列時間段值，然后推導(dǎo)出當前(即對應(yīng)于最后一個rtc計數(shù)值)的gnss時間。例如，假設(shè)rtc計數(shù)值-頻漂數(shù)據(jù)對記為(ci,δfi)，i＝1,2…,n，那么第i-1個至第i個rtc計數(shù)值-頻漂數(shù)據(jù)對之間的計數(shù)值變化量δci為

δci＝ci-ci-1

而該時段內(nèi)的平均頻漂值δfi可估計為

δfi＝(δfi-1+δfi)/2

假如rtc的標稱頻率為fnom，那么上述時段的時間長δti為

δti＝δci/(fnom+δfi)

再假設(shè)對應(yīng)著計數(shù)值c0的gnss時間值為t0，并且c0、δf0、t0值均保存在bbram上，在這兒是已知的，那么當前即對應(yīng)著最后一個計數(shù)值kn的gnss時間tn為

tn＝t0+(δt1+δt2+δt3+…+δtn-1+δtn)

這一時間推算法同樣適用于tcxo，即給出tcxo的一系列計數(shù)值和頻漂數(shù)據(jù)對，我們可從對應(yīng)著第0個tcxo數(shù)據(jù)對的gnss時間出發(fā)，類似地推導(dǎo)出當前(即對應(yīng)著最后一對數(shù)據(jù))時刻的gnss時間。有了對當前時間的估算值，我們可以根據(jù)衛(wèi)星歷書或星歷估算出衛(wèi)星的位置與速度估算值。假設(shè)由于對時間、接收機位置、衛(wèi)星位置等各方面的綜合估算精度，反映在對衛(wèi)星信號碼相位的估算精度上，高于(比如對gps和北斗信號來講)一毫秒，那么接收機對該衛(wèi)星信號不用進行全碼片搜索，而是在一個較小的碼相位范圍內(nèi)搜索信號的偽碼，也就是說，減小了搜索碼相位的不定區(qū)間。

下面以晶體振蕩器為tcxo，利用tcxo頻漂模型推測tcxo的當前頻漂值的方法進行介紹，該方法可如圖8所示，包括：

步驟s60、獲取tcxo當前的相關(guān)溫度值；

在得到tcxo頻漂模型后，本發(fā)明實施例還需要必要的溫度測量值，來實現(xiàn)tcxo當前頻漂值的確定；即如需要推算出tcxo當前的頻漂值，則需要tcxo當前有效的溫度值；

對于當前gnss時間的推算，我們既可以根據(jù)一系列的tcxo頻漂值進行推算，也可以根據(jù)一系列的rtc頻漂值進行。一般地，因為tcxo的頻率穩(wěn)定性比rtc高很多，所以如果對于需要推算的一段時間內(nèi)tcxo是通電維持運行的，則我們就應(yīng)該有一系列的tcxo頻漂值和tcxo計數(shù)值數(shù)據(jù)對，我們就可以根據(jù)tcxo的數(shù)據(jù)對進行對當前時間的推算，以獲取準確度高很多的時間推算值；反之，比如在冷啟動前，tcxo是被關(guān)掉不工作的，而rtc是由于電池供電而繼續(xù)運行，即在通電冷啟動后，只有rtc的計數(shù)值連續(xù)有效，而tcxo的計數(shù)值在通電后被重置，該計數(shù)值不再與斷電前的計數(shù)值具有連續(xù)性，因此在這種情況下，我們只能依據(jù)rtc的數(shù)據(jù)進行對當前時間的推算。

而若需要推算出tcxo當前的時間值，則需要更多的數(shù)據(jù)信息，至少包括保存在接收機(比如ram、bbram)上的上一時刻頻漂值和相應(yīng)的gnss時間，以及上一時刻至當前時刻這一時段內(nèi)足夠多記錄的有效溫度值。

步驟s61、調(diào)取tcxo頻漂模型，所述tcxo頻漂模型表示有tcxo的溫度值及頻漂值的函數(shù)關(guān)系；

步驟s62、根據(jù)所述tcxo頻漂模型及所述當前的相關(guān)溫度值，確定tcxo當前的頻漂值。

在得到tcxo當前的相關(guān)溫度值后，本發(fā)明實施例可將tcxo當前的相關(guān)溫度值帶入，tcxo頻漂模型對應(yīng)的表示溫度值及頻漂值的函數(shù)關(guān)系，從而以該函數(shù)關(guān)系計算得到當前的相關(guān)溫度值相應(yīng)的頻漂值，實現(xiàn)tcxo當前的頻漂值的確定；

假如tcxo的溫度值及頻漂值的函數(shù)關(guān)系為y＝f(x)，其中x為溫度值，y為頻漂值，則若當前有效的溫度值為x時，則所推測的當前tcxo頻漂值為f(x)。

可選的，在推測出頻漂值f(x)的同時，gnss接收機還可以相應(yīng)地給出所推測的頻漂值的誤差可能性，或不定值，比如根據(jù)tcxo頻漂模型成熟度、根據(jù)對所感應(yīng)溫度值精度的事前測定，以及在gnss接收機定位時對tcxo頻漂預(yù)測值準確度的實時反饋等，給出所推測的頻漂值的誤差可能性。

在得到晶體振蕩器當前的頻漂值后，本發(fā)明實施例可推算出晶體振蕩器當前的時間值；具體的，本發(fā)明實施例可獲取頻漂元件當前的計數(shù)值；根據(jù)上一次頻漂元件的計數(shù)值和相應(yīng)的gnss時間值，推算出當前的gnss時間值。

其具體實現(xiàn)過程可以如圖9所示，包括：

步驟s70、獲取至今所記錄的晶體振蕩器一系列的計數(shù)值與溫度值，一個晶體振蕩器的計數(shù)值對應(yīng)一個溫度值；

至今所記錄的溫度值可以是某一歷史時間至今的每個測量時刻，有效測量得到的晶體振蕩器的相關(guān)溫度值；晶體振蕩器的計數(shù)值可以是每個測量時刻，晶體振蕩器的計數(shù)器相應(yīng)的計數(shù)值，如各測量時刻，tcxo計數(shù)器的計數(shù)值，而晶體振蕩器的計數(shù)值與溫度值通過測量時刻相關(guān)聯(lián)。

步驟s71、根據(jù)頻漂模型，確定各溫度值相應(yīng)的頻漂值；

步驟s72、根據(jù)標稱頻率，及各溫度值相應(yīng)的頻漂值，確定各溫度值相應(yīng)的各個測量時刻的頻率值；及確定各測量時刻相應(yīng)的計數(shù)值間隔；

對于某一測量時刻，其相應(yīng)的tcxo計數(shù)器值間隔的確定方式可以為：將該測量時刻的tcxo計數(shù)值，減去上一測量時刻的tcxo計數(shù)值；如以tcxo計數(shù)器值為ci表示，則i時刻相應(yīng)的tcxo計數(shù)器值間隔δci＝ci-c(i-1)。

步驟s73、根據(jù)各個測量時刻的頻率值，及各測量時刻相應(yīng)的計數(shù)器值間隔，確定各計數(shù)值間隔相應(yīng)的時間間隔；

步驟s74、將上一次有效的計數(shù)器值和相應(yīng)的gnss時間值數(shù)據(jù)對為起點，對各計數(shù)值間隔相應(yīng)的時間間隔作加和處理，得到當前gnss時間值。

可選的，本發(fā)明實施例可記錄頻漂元件的一次計數(shù)值與對應(yīng)gnss時間的對應(yīng)關(guān)系，及頻漂元件在此后的一系列頻漂值和計數(shù)值數(shù)據(jù)對，由此推算出當前計數(shù)值所對應(yīng)的gnss時間值；具體的，本發(fā)明實施例可根據(jù)衛(wèi)星信號測量值，在確定gnss接收機的頻率偏差值的同時記錄當時相應(yīng)的gnss時間值；形成計數(shù)值及相應(yīng)gnss時間值數(shù)據(jù)對；在獲取頻漂元件當前的相關(guān)溫度值及其所推算的頻漂值的同時，獲取當前的頻漂元件的計數(shù)值，形成頻漂元件的計數(shù)值和頻漂值數(shù)據(jù)對；隨后形成的有效的頻漂元件計數(shù)值與相應(yīng)gnss時間值數(shù)據(jù)對，可替代前面形成的頻漂元件計數(shù)值與相應(yīng)gnss時間值數(shù)據(jù)對；在需要推算某一時刻的gnss時間值時，可獲取當時的頻漂元件計數(shù)值，根據(jù)該頻漂元件的在過去一段時間內(nèi)的一系列頻漂值和計數(shù)值數(shù)據(jù)對，可推算出對應(yīng)于當時頻漂元件計數(shù)值的gnss時間值。

可見，本發(fā)明實施例可實現(xiàn)txco頻漂及gnss時間的確定，確定流程可以如圖10所示，圖10所示具體實現(xiàn)可參照上述相應(yīng)部分的描述

可選的，在推測tcxo的當前時間值時，假設(shè)至今所記錄的tcxo一系列的計數(shù)值與溫度值表示為(ci，xi)i＝0,1,2,…,n，n對應(yīng)當前時刻；

則tcxo計數(shù)器值為ci時的溫度值為xi；如果gnss接收機保持著tcxo計數(shù)器值為c0時的gnss時間值t0，則本發(fā)明實施例可以根據(jù)頻漂模型計算出各個溫度值xi處相應(yīng)的頻漂值δfi＝f(xi)，以及計算出相鄰兩個溫度值的測量時刻之間的tcxo計數(shù)值間隔為δci＝ci-c(i-1)；

那么根據(jù)tcxo的標稱頻率fn，本發(fā)明實施例可推測在各個測量時刻的頻率值為fi＝fn+δfi，以及計數(shù)器值間隔δci相應(yīng)的時間間隔δti為δti＝δci/fi；基于此，所推測出的tcxo當前時間值tn為，tn＝t0+δt1+δt2…+δtn。

可選的，在推測出tcxo當前時間值tn的同時，gnss接收機還可以相應(yīng)地給出該時間推測值的誤差或者不定值，比如對頻漂不定值進行時間積分，得到最壞情況下的時間預(yù)測值的不定值等。

本發(fā)明實施例可在由于建筑物阻擋等原因，gnss接收機出現(xiàn)丟失信號而不能定位的情況下，解決現(xiàn)有g(shù)nss接收機的導(dǎo)航軟件不再能計算出tcxo的頻漂值和時間誤差的問題，在這段不能定位期間下，實現(xiàn)頻漂值的推測，相應(yīng)的對tcxo頻漂積分也就推測出時間誤差。

然而，在gnss接收機冷啟動等情形下，tcxo等晶體振蕩器在接收機啟動前根本沒上電、不工作，那么基于tcxo時鐘的計數(shù)值就不再有效，也就無法實現(xiàn)頻漂值和時間值的計算；基于此情況，針對射頻基帶一體化的gnss接收機系統(tǒng)級芯片，本發(fā)明實施例考慮依靠在gnss接收機關(guān)機后仍由電池供電工作的rtc(實時時鐘)維持時間信息；從而在gnss接收機通電啟動，gnss接收機就可以根據(jù)斷電時rtc的溫度記錄數(shù)據(jù)，較準確地推測出啟動后的時間和時間不定值大??；相應(yīng)的，頻漂元件可以為rtc；

為節(jié)省成本和空間，本發(fā)明實施例采用一套溫度傳感記錄系統(tǒng)及其所記錄的同一套溫度數(shù)據(jù)，來代表tcxo的記錄溫度，及rtc的記錄溫度；即采用設(shè)置于tcxo的附近的溫度感應(yīng)元件所感應(yīng)的溫度值，同時表示tcxo的溫度值及rtc的溫度值；

因此，本發(fā)明實施例所指的頻漂元件當前的相關(guān)溫度值，是一個溫度感應(yīng)元件感應(yīng)得到溫度值，該溫度值認為既是tcxo的溫度值，也是rtc的溫度值，雖然這兩者其實可能由于物理上的距離和溫度傳導(dǎo)延時等原因而存在差異，但是這種差異是微小的，或者說是我們的溫度-頻漂模型可以承受的；

值得注意的是，采用一套溫度傳感記錄系統(tǒng)及其所記錄的同一套溫度數(shù)據(jù)，來代表tcxo的記錄溫度，及rtc的記錄溫度可能存在誤差：如由于tcxo和rtc各自的物理位置不同，溫度傳感器測量到的溫度會與tcxo和rtc的實際溫度之間存在差異；同時，tcxo或者rtc的溫度變化傳導(dǎo)到溫度傳感器那里會有時間延遲；然而，經(jīng)過實際測試，這些誤差是可以容忍的。

實踐表明，有了溫度傳感數(shù)據(jù)的記錄，以及頻漂模型的定義，本發(fā)明實施例可以有效地估計出gnss的頻漂情況，有效地推算出當前的時間值，這一推算遠比沒有任何溫度傳感記錄情況下的推算要精確很多；

基于rtc實現(xiàn)的頻漂和時間預(yù)測算法，與基于tcxo的頻漂和時間預(yù)測算法一樣，可相互參照；值得說明的是，建立rtc的頻漂模型與建立tcxo的頻漂模型會存在一些差異，主要的區(qū)別在于tcxo可驅(qū)動對衛(wèi)星信號的采樣和計時，故衛(wèi)星定位算法能夠計算出tcxo的時間偏差和頻漂，然而rtc并沒有驅(qū)動對衛(wèi)星信號的采樣和計時，故rtc真實的頻漂不能通過衛(wèi)星定位算法等方法獲得；

基于此，在基于rtc建立頻漂模型時，加入數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)對中所需要使用到的頻漂值的獲得方式可如下所示，同時，圖8示出了rtc的頻漂值的獲得所需的結(jié)構(gòu)架構(gòu)，結(jié)合圖11所示，在基于rtc建立頻漂模型時，所需要使用到的頻漂值的獲得過程可以如下：

將rtc頻率信號與晶體振蕩器(如tcxo)的頻率信號輸入到校頻器；

rtc頻率信號可通過輸入選擇器的rtc頻率信號，及輔助gnss的參考頻率信號，由選擇器選擇得出。

得到校頻器輸出的rtc頻率信號與晶體振蕩器的頻率信號的頻率比率值，根據(jù)所述頻率比率值確定rtc的頻漂值。

可選的，本發(fā)明實施例可從rtc所維持的時間信息中，確定與所確定的頻漂值相應(yīng)的測量時刻，從而將溫度感應(yīng)元件在該測量時刻感應(yīng)的rtc溫度值(相關(guān)溫度值的一種形式)與該頻漂值相關(guān)聯(lián)，形成數(shù)據(jù)對；將該數(shù)據(jù)對加入數(shù)據(jù)庫中，進而通過數(shù)據(jù)庫中記錄的多對的溫度值及頻漂值的數(shù)據(jù)對，實現(xiàn)rtc的頻漂模型的確定；

具體的，本發(fā)明實施例在得到確定出頻漂值后，可從rtc所維持的時間信息中，確定與該頻漂值相應(yīng)的測量時刻；進而提取該測量時刻相應(yīng)的有效的溫度值，將該溫度值與頻漂值相關(guān)聯(lián)，形成待處理的溫度值及頻漂值的數(shù)據(jù)對；將所述待處理的溫度值及頻漂值的數(shù)據(jù)對加入所述數(shù)據(jù)庫，所述數(shù)據(jù)庫記錄有多對的溫度值及頻漂值的數(shù)據(jù)對，一個溫度值對應(yīng)有多個頻漂值。

可選的，校頻器的一種工作原理是計數(shù)其兩個輸入信號(如信號a和b)在設(shè)定的同一個時間段內(nèi)的時鐘數(shù)目，那么所相應(yīng)輸出的兩計數(shù)值的比率值就等于兩個輸入信號的頻率值；

這個時間段只要長到一定程度，使得對輸入信號a和b的兩計數(shù)器值大一個或小一個，已經(jīng)不再影響它們的比率值大??；或者是再在檢測到兩信號的時沿大致對齊的情況下開始和結(jié)束計數(shù)；

在本發(fā)明實施例中，圖11所示校頻機制除了用于測定rtc與tcxo等晶體振蕩器兩頻率之間的比率值以外，還可用來授頻，即當外界的輔助gnss的參考頻率信號與tcxo頻率信號一起作為輸入時，接收機就可以獲得參考頻率與tcxo頻率之間的比率值，如此獲得在未能定位情形下的tcxo頻率的真實正確值。

可以看出，本發(fā)明實施例為了提高gnss接收機的信號捕獲速度和ttff性能，或者更根本地講，為了減小gnss接收機啟動時的三維信號搜索區(qū)間，本發(fā)明實施例的gnss接收機在設(shè)計上采用了多種技術(shù)與措施，以使得gnss接收機盡可能準確地掌握時間、位置、速度和頻率等信息；

優(yōu)選的，圖12示出了gnss接收機射頻基帶一體化的系統(tǒng)級芯片(soc)中的綜合技術(shù)措施示意圖；一塊以電池供電的內(nèi)存(bbram)來保存最新的時間、位置、速度、頻率和衛(wèi)星導(dǎo)航電文星歷、歷書等數(shù)據(jù)信息；實時時鐘(rtc)可以在系統(tǒng)級芯片及其溫補晶體振蕩器(tcxo)斷電關(guān)掉后維持時間信息；而在微處理器(mcu)里運行的算法軟件將輔助gnss(agnss)、bbram所保存的數(shù)據(jù)信息、rtc讀數(shù)、tcxo讀數(shù)、溫度傳感記錄等數(shù)據(jù)信息綜合起來，最優(yōu)地估算出對衛(wèi)星信號的三維搜索區(qū)間；由于tcxo和rtc的頻率會隨著溫度變化而漂移，因此，為了更好地掌握時間和頻率信息，更準確地利用tcxo和rtc讀數(shù)，本發(fā)明實施例需要利用溫度傳感器，測量、記錄tcxo和rtc附近的溫度變化情況，從而根據(jù)tcxo和rtc的頻率與溫度之間關(guān)系的頻漂模型，預(yù)測在gnss接收機重啟動或重捕時的頻率和時間值。

本發(fā)明實施例提供的頻漂和時間確定方法可基于預(yù)分析的頻漂模型，及所獲取的頻漂元件當前的相關(guān)溫度值，實現(xiàn)頻漂元件當前的頻漂值的準確確定；同時根據(jù)上一次頻漂元件的計數(shù)值和相應(yīng)的gnss時間值，推算出當前的gnss時間值，使得gnss接收機能夠?qū)ψ陨眍l漂元件的頻漂及時間信息進行精準的掌握，為減小搜索載波頻率值及碼相位值所用的不定區(qū)間范圍的大小，減小gnss接收機的首次定位所需時間提供可能。

下面對本發(fā)明實施例提供的gnss接收機進行介紹，下文描述的gnss接收機可與上文描述的頻漂方法相互對應(yīng)參照。

圖13為本發(fā)明實施例提供的gnss接收機的結(jié)構(gòu)框圖，參照圖13，該gnss接收機可以包括：系統(tǒng)級芯片10，溫度感應(yīng)元件20，頻漂元件30；其中，系統(tǒng)級芯片10中設(shè)置有嵌入式計算機11，外設(shè)總線接口12，溫度傳感控制器13，及可讀寫存儲器14；

嵌入式計算機11通過外設(shè)總線接口12，與溫度傳感控制器13及可讀寫存儲器14通信；

溫度感應(yīng)元件20用于感應(yīng)頻漂元件30的相關(guān)溫度值；

溫度傳感控制器13用于受嵌入式計算機11的控制，控制溫度感應(yīng)元件20的工作狀態(tài)；

可讀寫存儲器14用于存儲溫度感應(yīng)元件20所感應(yīng)的頻漂元件的相關(guān)溫度值；

嵌入式計算機11可用于，確定頻漂元件當前的頻漂值，及當前的gnss時間值；

其中，確定頻漂元件當前的頻漂值的過程包括：獲取頻漂元件當前的相關(guān)溫度值；所述相關(guān)溫度值由溫度感應(yīng)元件感應(yīng)得到；調(diào)取預(yù)分析的頻漂模型，所述頻漂模型表示有頻漂元件的溫度值及頻漂值的函數(shù)關(guān)系；根據(jù)所述頻漂模型及所述當前的相關(guān)溫度值，確定頻漂元件當前的頻漂值；

確定當前的gnss時間值的過程包括：獲取頻漂元件當前的計數(shù)值；根據(jù)上一次頻漂元件的計數(shù)值和相應(yīng)的gnss時間值，推算出當前的gnss時間值。。

可選的，嵌入式計算機還可用于頻漂模型的建立、當前時間值的確定等；具體過程可以參照上文相應(yīng)部分描述。

可選的，圖14示出了gnss接收機的另一結(jié)構(gòu)框圖，在圖14所示中，溫度感應(yīng)元件20包括：設(shè)置于系統(tǒng)級芯片10中的片內(nèi)溫度傳感器21、及設(shè)置于系統(tǒng)級芯片10外的片外溫度傳感器22。

在本發(fā)明實施例中，嵌入式計算機作為整個系統(tǒng)的控制中心，通過apb接口等外設(shè)總線接口向溫度傳感控制器輸送控制命令及讀取相關(guān)狀態(tài)，并可接管溫度傳感控制器對可讀寫存儲器的讀寫控制，即嵌入式計算機可通過外設(shè)總線接口向讀取存儲在存儲器中的溫度數(shù)據(jù)；

外設(shè)總線接口負責(zé)傳遞嵌入式計算機向溫度傳感控制器發(fā)送的命令及溫度傳感控制器向嵌入式計算機傳遞的狀態(tài)信息及在嵌入式計算機與存儲器間進行數(shù)據(jù)交換；

存儲器存儲溫度傳感控制器定時讀取的片內(nèi)或片外溫度傳感器的溫度數(shù)據(jù)及響應(yīng)嵌入式計算機對存儲器的讀寫請求；

溫度傳感控制器接收嵌入式計算機的控制命令，經(jīng)過譯碼后產(chǎn)生相應(yīng)的控制信號，以控制片內(nèi)、片外溫度傳感器的選擇，定時讀取片內(nèi)、片外溫度傳感器的溫度數(shù)據(jù)，將溫度數(shù)據(jù)存儲到存儲器中；在嵌入式計算機需要控制存儲器的讀寫時，交出存儲器的讀寫控制權(quán)給嵌入式計算機；

片內(nèi)溫度傳感器被集成于系統(tǒng)級芯片上，并放置在靠近晶體振蕩器附近，以感受系統(tǒng)級芯片及晶體振蕩器的溫度變化；同時，將芯片環(huán)境溫度轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，傳遞給溫度傳感控制器，以確定芯片溫度造成的時鐘頻率偏移；

片外溫度傳感器感受系統(tǒng)級芯片外環(huán)境的溫度，放置在靠近晶體振蕩器附近；將片外環(huán)境溫度轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，通過i2c協(xié)議把溫度數(shù)據(jù)或狀態(tài)信息傳遞給溫度傳感控制器，以確定環(huán)境溫度造成的時鐘頻率偏移。

進一步，本發(fā)明實施例還可設(shè)置片外計算機，片外計算機通過uart協(xié)議跟嵌入式計算機通信，完成數(shù)據(jù)的交換及命令的傳遞、狀態(tài)的讀?。槐景l(fā)明實施例還可設(shè)置rtc，以在gnss接收機關(guān)機后維持時間信息；

在本發(fā)明實施例中，溫度記錄的工作原理如下：上電后嵌入式計算機啟動與片外計算機的通信，接收片外計算機的控制命令并完成與片外計算機的數(shù)據(jù)交換；控制命令包括：片內(nèi)或片外溫度傳感器的工作模式選擇，溫度傳感器的數(shù)據(jù)讀取的定時時間，片外溫度傳感器的工作模式及參數(shù)配置，嵌入式計算機對存儲器的直接控制管理等；

嵌入式計算機接收到這些命令后通過apb接口等外設(shè)總線接口，將命令傳遞到溫度傳感控制器，由溫度傳感控制器完成命令的譯碼，并產(chǎn)生相應(yīng)的控制信號及執(zhí)行動作：若選擇感應(yīng)片內(nèi)溫度，則啟動片內(nèi)溫度傳感器工作；若選擇感應(yīng)片外環(huán)境溫度，則對片外溫度傳感器進行相應(yīng)的工作模式及參數(shù)配置并啟動片外溫度傳感器工作；溫度傳感控制器定時讀取片內(nèi)或片外溫度傳感器的溫度數(shù)據(jù)并將數(shù)據(jù)存儲到存儲器中；

在嵌入式計算機需要直接訪問存儲器時，溫度傳感控制器交出對存儲器的控制權(quán)，由嵌入式計算機直接訪問存儲器，讀取存儲器中的溫度數(shù)據(jù)；在嵌入式計算機完成對存儲器的直接控制后，溫度傳感控制器接管對存儲器的控制權(quán)；

而片內(nèi)溫度傳感器接收到溫度傳感控制器的啟動命令后，開始測量芯片內(nèi)的晶體振蕩器的溫度(該溫度也可作為rtc的溫度，以在建立rtc頻漂模型時使用)，并將溫度轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，由溫度傳感控制器來定時讀?。?/p>

片外溫度傳感器在接收到溫度傳感器的工作模式及參數(shù)配置命令后，根據(jù)相應(yīng)的工作模式和參數(shù)，開始測量芯片外的晶體振蕩器的溫度(該溫度也可作為rtc的溫度，以在建立rtc頻漂模型時使用)，并將溫度轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，由溫度傳感控制器通過i2c接口來定時讀??；

本發(fā)明實施例針對但不限于將射頻模擬電路和基帶數(shù)字電路集成在一起的soc接收機芯片本發(fā)明實施例給出了片內(nèi)溫度傳感和片外溫度傳感的兩套方案，其中片外溫度傳感器更可以放置在tcxo附近，能更準確、更及時地反映tcxo的真實溫度，但此方案較適合成本和尺寸不太計較的板卡等設(shè)備應(yīng)用上；而片內(nèi)溫度傳感器方案可以減少系統(tǒng)的外圍器件和接口資源，更有利于節(jié)省成本、系統(tǒng)設(shè)計更簡單。

更進一步，本發(fā)明實施例對于片內(nèi)溫度傳感方案，也給出了數(shù)字溫度傳感和模擬溫度傳感兩種設(shè)計；

數(shù)字溫度傳感器的框圖如圖15所示，數(shù)字溫度傳感器由包括溫度傳感器41、模數(shù)轉(zhuǎn)化器adc42、數(shù)字濾波電路43、并行輸出轉(zhuǎn)換電路44和控制邏輯電路45等；其中，溫度傳感器設(shè)置于系統(tǒng)級芯片外，模數(shù)轉(zhuǎn)化器adc、數(shù)字濾波電路、并行輸出轉(zhuǎn)換電路和控制邏輯電路等設(shè)置于系統(tǒng)級芯片內(nèi)；

具體的，片外的溫度傳感器感應(yīng)晶體振蕩器的溫度，并將其傳送至模數(shù)轉(zhuǎn)換器adc；模數(shù)轉(zhuǎn)換器adc將模擬溫度值轉(zhuǎn)換為1位寬的數(shù)字碼流，輸送至數(shù)字濾波電路；經(jīng)過數(shù)字濾波電路的降采樣濾波處理及并行輸出轉(zhuǎn)換電路，將1位寬的數(shù)字碼流轉(zhuǎn)換為16位/12位寬的并行溫度數(shù)據(jù)；控制邏輯電路完成定時、產(chǎn)生各個電路模塊工作所需的時鐘、復(fù)位及控制信號以控制各個電路模塊的工作和關(guān)閉狀態(tài)。

模擬溫度傳感器的框圖如圖16所示，模擬溫度傳感器由設(shè)置于系統(tǒng)級芯片內(nèi)的溫度傳感器51、模數(shù)轉(zhuǎn)換器adc52、數(shù)字濾波電路53、并行輸出轉(zhuǎn)換電路54和控制邏輯電路55等組成；

片內(nèi)的溫度傳感器在接收到控制邏輯電路發(fā)出的開始監(jiān)測晶體振蕩器溫度的信號后，立即開始監(jiān)測并感應(yīng)晶體振蕩器的溫度，并將該模擬溫度值傳送給模數(shù)轉(zhuǎn)換器adc；模數(shù)轉(zhuǎn)換器adc在接收到控制邏輯電路的開始轉(zhuǎn)換命令后，將模擬溫度值轉(zhuǎn)換為1位寬的數(shù)字碼流，輸送至數(shù)字濾波電路；控制邏輯電路產(chǎn)生控制信號使數(shù)字濾波電路工作，對1位寬的溫度數(shù)字碼流進行降采樣濾波等處理，將1位寬的數(shù)字碼流轉(zhuǎn)換為16位/12位寬的溫度數(shù)據(jù)，并送至并行輸出轉(zhuǎn)換電路；并行輸出轉(zhuǎn)換電路在控制邏輯電路的控制下輸出產(chǎn)生的16位/12位溫度數(shù)據(jù)；控制邏輯電路同時完成定時、產(chǎn)生各個電路模塊工作所需的時鐘、復(fù)位及時序控制信號以控制各個電路模塊的工作時序和狀態(tài)。

數(shù)字溫度傳感器和模擬溫度傳感器的區(qū)別主要在于數(shù)字溫度傳感器需要外接溫度感應(yīng)元件，片內(nèi)的電路主要功能是將其所感應(yīng)的溫度轉(zhuǎn)換為數(shù)字碼流并進行數(shù)字處理；而模擬溫度傳感器的溫度感應(yīng)集成在芯片上，為模擬感應(yīng)器件；在后續(xù)的模數(shù)轉(zhuǎn)換及相應(yīng)的濾波處理上兩者是相同的。模擬溫度傳感器的片外器件和接口是最少的，為最節(jié)省成本的方案。

上述數(shù)字和模擬溫度傳感器的實現(xiàn)方式僅為可選實現(xiàn)方式，本發(fā)明實施例并不排除其余采用其他模數(shù)轉(zhuǎn)換器實現(xiàn)的溫度傳感器的方案。

本說明書中各個實施例采用遞進的方式描述，每個實施例重點說明的都是與其他實施例的不同之處，各個實施例之間相同相似部分互相參見即可。對于實施例公開的裝置而言，由于其與實施例公開的方法相對應(yīng)，所以描述的比較簡單，相關(guān)之處參見方法部分說明即可。

專業(yè)人員還可以進一步意識到，結(jié)合本文中所公開的實施例描述的各示例的單元及算法步驟，能夠以電子硬件、計算機軟件或者二者的結(jié)合來實現(xiàn)，為了清楚地說明硬件和軟件的可互換性，在上述說明中已經(jīng)按照功能一般性地描述了各示例的組成及步驟。這些功能究竟以硬件還是軟件方式來執(zhí)行，取決于技術(shù)方案的特定應(yīng)用和設(shè)計約束條件。專業(yè)技術(shù)人員可以對每個特定的應(yīng)用來使用不同方法來實現(xiàn)所描述的功能，但是這種實現(xiàn)不應(yīng)認為超出本發(fā)明的范圍。

結(jié)合本文中所公開的實施例描述的方法或算法的步驟可以直接用硬件、處理器執(zhí)行的軟件模塊，或者二者的結(jié)合來實施。軟件模塊可以置于隨機存儲器(ram)、內(nèi)存、只讀存儲器(rom)、電可編程rom、電可擦除可編程rom、寄存器、硬盤、可移動磁盤、cd-rom、或技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)所公知的任意其它形式的存儲介質(zhì)中。

對所公開的實施例的上述說明，使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本發(fā)明。對這些實施例的多種修改對本領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下，在其它實施例中實現(xiàn)。因此，本發(fā)明將不會被限制于本文所示的這些實施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點相一致的最寬的范圍。