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【频偏】云息环境监测设备中TCXO精度对GNSS的重要性-伪码同步和载波同步

由于目前全球芯片都处于供不应求的状态下,各大硬件公司将囤货的标的蔓延到晶体振荡器TCXO,特别是对于GNSS的应用,TCXO是不可或缺的成分,但由于物料的紧缺,不得不寻找一些貌似可以替代的物料进行生产,但由于参数的差异,这也不可避免的出现各种定位问题。下面我们简单地做个说明。


首先在环境监测设备的开发过程中,我们一般选择的GPS的晶振都是26MHz的TCXO作为振荡源,假如用的TCXO是0.5ppm的精度,对应的频偏范围就是±13Hz。如果倍频到1575.42MHz对应的频偏范围就是±788Hz。


其中环境监测设备的工作原理是利用温度、湿度、光感、运动传感器采集数据,并通过多种定位方式采集位置信息,将相关数据传递给芯片进行计算,最后通过通信模块和网络将信息发送至云端可视化后台。云息环境监测设备被广泛应用于仓库存储、冷链生鲜运输、药物运输等,一方面监测资产所处的环境符合要求,另一方面可通过多种定位方式,帮助用户了解资产的实时位置。对于环境监测设备的定位功能,我们知道卫星其实与GPS接收机之间有相对运动的,所以有多普勒频移的产生,可能高达±5kHz。

因此我们了解到接收捕获卫星时不仅需要同步伪码的相位,还要同步载波频率,所以在对接收信号进行相关处理时,需要在频率和伪码相位这个二维空间进行搜索。

下面的例子就可以大致看出TCXO精度的重要性。假如载波频偏为0,那么只要在中心频率处进行相关就可以进行解扩处理,很快就能同步上黄色所示的伪码(格子数少)。但是当载波频偏是±6KHz时,那么进行伪码相关的时间就会增加(格子数多),从而影响定位。


因此在环境监测设备开发过程中,需要注重TCXO精度对GNSS的重要性,才能优化设备的性能。

责任编辑: 鲁达

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