告别定位不准！高稳温补晶振为卫星定位模块赋予“定”力-电子发烧友网

“我在哪里？”“我要去哪？”“怎么过去？”
在定位技术普及之前，要说清楚自己在哪里、如何去一个陌生的地方，并不是一件简单的事情！以前的人们通常使用地图、观星辨位、司南、罗盘等方式解决定位和导航问题，现在我们只需要打开手机导航，就能够实时获取位置信息和导航服务，这都依托于卫星定位。

卫星定位

卫星定位原理是通过测量已知位置的信标来确定自身位置，简单来说，就是测量一个已知位置和用户的连线，与另一个已知位置和用户的连线，连线的交汇处就是用户所在的位置。

卫星定位模块是一种用于接收卫星导航系统信号并计算自身位置、速度和时间信息的模组，智能手表、智能手机、无人机、机器人等设备基本都会使用卫星定位模块来实现定位和导航功能。

卫星定位模块内置了卫星信号接收器，通过比较不同卫星信号到达时间的微小差异，计算出定位模块与每颗卫星的精确距离，以卫星为球心，以计算出的距离为半径，在空间中形成多个球面，这些球面的交汇点就是定位模块的精确三维坐标（经度、纬度、海拔）。

可以看出，卫星定位是基于精密计时实现的距离测量与几何定位的综合技术，其核心是精准计时，每颗导航卫星都搭载了极其精确的原子钟，并持续向地面广播带有时间戳的信号。

常见的卫星导航系统

· 美国全球定位系统（GPS）

由美国国防部研制，是全球最早建成且应用最广泛的卫星导航系统，于1994年全面建成。GPS可提供全球定位服务，民用精度约10米，军用精度更高。

· 俄罗斯格洛纳斯系统（GLONASS）

由苏联/俄罗斯研制，最早开发于苏联时期，2007年实现全面运行，主要服务于俄罗斯及其周边地区，近年来逐步扩展为全球性系统。

· 北斗卫星导航系统

是中国自行研制的全球卫星导航系统，2020年7月31日，中国北斗三号全球卫星导航系统正式开通，标志着北斗系统在全球范围内的服务能力全面形成。北斗卫星导航系统具备全球覆盖能力，民用定位精度优于10米，亚太地区精度优于5米，还支持短报文通信、国际搜救等功能，广泛应用于测绘、交通、物流、应急救援等领域。

卫星定位模块对晶振的需求

前文提到，卫星定位是基于精密计时实现的距离测量与几何定位的综合技术。原子钟是卫星定位系统的“时间源头”，提供了绝对精准和稳定的时间基准。晶振则是卫星定位模块接收器测量时间的物理工具，没有晶振，接收器就无法进行最基本的时间测量，整个定位过程也就无从谈起。

那么，卫星定位模块对晶振的需求主要体现在哪些方面？

· 高精度频率稳定性

卫星定位依赖精准时间测量，晶振为卫星定位模块提供稳定的基准频率，确保卫星信号的准确解调和处理。稳定的时钟信号是信号处理链路的基础，晶振的频率稳定性直接决定了时间测量的精度，若晶振性能不佳，可能导致信号失真或处理错误，进而影响定位结果的准确性。

· 更高的抗干扰、抗振动能力

卫星定位接收机的晶振易受振动、电磁干扰等影响，导致输出频率和相位波动，若波动过大，会引起接收机环路失锁，导致卫星信号丢失。

晶振需具备更高的抗电磁干扰、振动等能力，高性能晶振通过优化设计，采用金属外壳屏蔽、陶瓷封装等技术，可有效抵抗辐射和振动干扰，确保在复杂环境下稳定工作，保障定位系统的持续性和可靠性。

· 小型化与低功耗

定位设备趋向小型化，晶振需采用小尺寸封装，并支持低功耗设计，以延长设备续航时间，适用于智能穿戴、无人机导航等场景。

· 特定频率需求

常用频率包括8MHz、10MHz、16MHz、16.368MHz、25MHz、26MHz、32MHz等，不同频率对应不同应用场景，需根据定位模块芯片方案选型。

· 优良的温度适应性

一方面，温度是晶振漂移的首要因素，石英晶体的物理特性会随着温度变化而发生改变，从而导致其振动频率发生漂移。另一方面，通常定位设备的典型工作环境温度变化范围很大，如汽车导航、户外手机、物流追踪器等设备。如果晶振无法在这个宽温范围内稳定工作，定位精度会急剧下降。一般来说，晶振的工作温度范围一般为-40℃至+85℃或更宽，而且晶振需具备良好的温度补偿性能。

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