Comment le signal 1PPS est-il généré dans les récepteurs GPS?

La question peut sembler stupide, mais le temps de vol depuis le satellite est inconnu et en mouvement, l'effet doppler biaise la fréquence (et n'est pas constant en raison de la trajectoire relative) et les satellites vont et viennent constamment pour voir, forçant une constante changement d'horloge de référence.

De plus, le 1pps est censé avoir une faible gigue mais également être en phase avec l'horloge UTC (mais je ne pense pas qu'il soit prétendu être précis dans cet aspect, il est surtout célèbre pour sa faible gigue).

Voici une question secondaire: la phase 1PPS est-elle connectée à l'onde porteuse ou au signal démodulé?

gps

— nraynaud
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De plus: la qualité du signal 1PPS dépend-elle fortement du récepteur GPS, ou existe-t-il un algorithme standard utilisé pour bien faire les choses, que tout le monde implémente?

— pipe

Pour être en mesure de trouver votre position avec précision, vous devez être en mesure de dire l'heure avec précision à partir des satellites, le reste est en moyenne

— PlasmaHH

Le récepteur GPS doit utiliser les données d'au moins quatre satellites (la plupart utilisent maintenant tous les satellites visibles) pour calculer la position - l'heure exacte vient également du calcul de la position.

— Peter Bennett

Une fois que vous avez un repère, le temps de vol du signal pour chaque satellite est connu (c'est ainsi que le repère est calculé) et son changement est suivi. De même, le Doppler de chaque satellite est également connu (le signal d'un satellite ne peut pas être démodulé sans ajustement pour le Doppler, ce qui est l'une des raisons pour lesquelles les démarrages à froid peuvent être un peu lents).

— mkeith

Le récepteur maintient sa propre base de temps interne, et certaines des inconnues qu'il doit résoudre sont les décalages de fréquence et de phase entre cette base de temps locale et "l'heure du système GPS", comme déduit des signaux reçus.

Une fois que le récepteur a ces valeurs, la sortie 1PPS est générée à partir de cette base de temps. Il n'y a pas de "connexion directe" à la porteuse ou à la modulation des signaux satellites - il y a de toute façon un décalage Doppler important sur ces signaux.

Les récepteurs bas de gamme utilisent un TCXO (oscillateur à cristal compensé en température) peu coûteux pour piloter la base de temps locale, mais aucune tentative n'est faite pour verrouiller en fréquence cet oscillateur sur l'heure GPS. En conséquence, la sortie 1PPS peut avoir une certaine gigue, la valeur crête à crête étant liée à la période de l'oscillateur (généralement de l'ordre de 20 à 50 ns _P-P ).

Les récepteurs de haute précision plus sophistiqués ont la possibilité de verrouiller en fréquence l'oscillateur local au temps GPS, éliminant ainsi la gigue.

Dans mes applications, j'utilise généralement des récepteurs bas à milieu de gamme qui ne verrouillent pas la fréquence de leurs bases de temps. Dans certaines de mes créations, je me fiche de la gigue de bas niveau. Dans d'autres conceptions, j'ai utilisé une deuxième PLL comme filtre de gigue pour créer ma propre base de temps à faible gigue.

— Dave Tweed
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