como é gerado o sinal 1PPS nos receptores GPS?

A pergunta pode parecer estúpida, mas o tempo de vôo do satélite é desconhecido e está se movendo, o efeito doppler está distorcendo a frequência (e não é constante devido à trajetória relativa) e os satélites estão constantemente aparecendo, forçando uma constante mudança do relógio de referência.

Além disso, o 1pps deve ter jitter baixo, mas também estar em fase com o relógio UTC (mas não acho que seja preciso ser preciso nesse aspecto, é famoso principalmente pelo jitter baixo).

Aqui está uma questão secundária: a fase 1PPS está conectada à onda portadora ou ao sinal desmodulado?

gps

— nraynaud
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Além disso: a qualidade do sinal de 1PPS é altamente dependente do receptor GPS ou existe um algoritmo padrão que é usado para acertar, que todos implementam?

— pipe

Para ser capaz de localizar com precisão a sua posição é preciso muito precisamente ser capaz de contar o tempo a partir dos satélites, o resto é média

— PlasmaHH

O receptor GPS deve usar dados de pelo menos quatro satélites (a maioria agora usa todos os satélites visíveis) para calcular a posição - a hora exata também sai do cálculo da posição.

— Peter Bennett

Depois de corrigir, o tempo de voo do sinal para cada satélite é conhecido (é assim que a correção é calculada) e sua alteração é rastreada. Da mesma forma, o Doppler de cada satélite também é conhecido (o sinal de um satélite não pode ser desmodulado sem o ajuste para o Doppler, que é uma das razões pelas quais as partidas a frio podem ser um pouco lentas).

— mkeith

O receptor mantém sua própria base de tempo interna, e algumas das incógnitas que ele precisa resolver são as compensações de frequência e fase entre essa base de tempo local e a "hora do sistema GPS", conforme inferido a partir dos sinais recebidos.

Depois que o receptor tiver esses valores, a saída 1PPS é gerada a partir dessa base de tempo. Não existe uma "conexão direta" com a portadora ou a modulação de qualquer um dos sinais de satélite - existe um deslocamento significativo do Doppler nesses sinais.

Os receptores de gama baixa usam um TCXO barato (oscilador de cristal com temperatura compensada) para acionar a base de tempo local, mas nenhuma tentativa é feita para travar com frequência esse oscilador no tempo do GPS. Como resultado, a saída de 1PPS pode ter alguma instabilidade, com o valor pico a pico relacionado ao período do oscilador (geralmente da ordem de 20 - 50 ns _P-P ).

Os receptores de alta precisão mais sofisticados têm a opção de travar com frequência o oscilador local até o tempo do GPS, eliminando a instabilidade.

Nos meus aplicativos, geralmente uso receptores de faixa baixa a média que não bloqueiam com frequência suas bases de tempo. Em alguns dos meus projetos, não me importo com a instabilidade de baixo nível. Em outros designs, usei um segundo PLL como filtro de jitter para criar minha própria base de tempo de jitter baixo.

— Dave Tweed
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