GPS接收机基本上都是有用到一颗恒温晶振,甚至是其他的有源晶振,系统是否稳定,是否存在误差也与石英晶体振荡器有关联,本节主要探讨的就是GPS接收机系统的误差、Kalman滤波器、PID控制器等原理及应用,到这里已经讲述得差不多了,以下是关于系统误差分析的总结。
1.误差主要来源于GPS接收机,接收的lPPS信号易受干扰,含有抖动,所以尽量选择性能好的接收机,同时使用 Kalman滤波消除lPPS相位抖动。
2.时间间隔测量模块引入的误差,主要有直接计数时钟的频率误差、电容充电的非线性导致的测量误差、AD转换器的非线性和量化误差导致的电压测量值的误差、电路的串扰和温度影响等。因此,首先必须选用一个稳定度和准确度指标都比较高的参考频率源,在考虑成本的前提下,可选用高精度的AD转换器件。
3. Kalman滤波器和PID控制器的参数取值也可带来一定的误差,所以,需要用Matlab反复做实验,通过图形的观察,进一步优化晶振参数的取值,可以达到好的滤波和控制效果,提高系统的整体性能。
4.PCB电路板带来的误差,在绘制PCB时注意地线的连接以及信号的走线都可以减小由电路引入的噪声,此外尽量选用噪声更小的集成芯片。在OCXO有源晶振的布局方面,尽量把相互有关的元件放得靠近一些,而且在关键的元件或芯片旁边安装去耦电容。在设计时,模拟地线应尽量加粗,否则地线电阻将会较大,造成接地电位随电流的变化而变化,这将会使得信号电平不稳,导致电路的抗干扰能力下降。