北斗导航定位服务性能时空特性分析

为了对北斗导航系统开通服务以来的定位服务性能进行全面评估,首先给出了B3单频定位、B1/B3双频定位、B3单频增强定位和B1/B3双频增强定位4种定位观测模型,设计了顾及星历和钟差龄期IODE/IODC的定位策略,利用中国区域内监测网的连续观测数据对4种定位模式的时间特性和空间特性进行了比较分析与评估。得出北京地区连续3年的测试结果和海南及新疆三地的测试结果。

主钟溯源策略的研究

溯源是时间同步的重要应用之一，以原子钟时间模型为理论基础，研究了用国产SOHM-4型氢原子钟作为主钟的时频系统向协调世界时UTC（k）溯源的方案。采用线性最小二乘模型进行钟差预报、频率调整控制法进行频率调整，将溯源精度控制在±20ns以内。进行了溯源策略的改进，通过减小阻尼系数和提高频率控制频度，将溯源精度控制在±10ns以内，天稳和7天稳得到优化。为了进一步改进溯源策略，可以采用卡尔曼滤波模型对钟差进行预测，提高溯源的短期稳定度和精度。

卫星导航系统与射电天文兼容性分析

基于国际电联对射电天文业务的特殊保护要求，介绍了《无线电规则》决议739射电天文业务（1610～1618 MHz）邻近频段内的RNSS业务（1559～1610 MHz）带外发射的门限要求。采用ITU-R M？1583建议书对非GSO系统在射电天文站址处产生的无用发射电平的分析方法进行评估。通过仿真计算，提出北斗卫星导航系统MEO、 IGSO和GEO卫星带外抑制限值，在确保北斗卫星导航系统自身系统稳定运行的条件下，满足对射电天文业务的特殊保护要求。

GNSS导航卫星自主时间同步关键技术

自主时间同步技术是全球卫星导航系统（GNSS）实现自主导航能力的关键，其精度直接影响着系统的导航、定位和授时精度。本文首先介绍了全球四大GNSS系统时间的发展现状；然后，基于时间同步原理，详细分析各项误差对时延的影响，得到双向伪距测量方程，并对原子钟进行了详细建模，得到卫星钟模型；最后，根据伪距测量方程和卫星钟方程，研究了Kalman滤波法和平差法两种星间自主时间同步算法，并设计了一种加权组合时间同步方法。

基于星间测距的导航卫星自主时间维持

本文阐述了基于星间测距模式下导航卫星自主守时的基本原理，给出了卫星自主守时的计算模型。由于自主守时时间基准与地面基准之间存在钟速差，因此，采用IGS站提供的GPS卫星钟数据进行模拟计算，得到了扣除钟差速前后的计算结果。分析结果表明：直接采用卫星钟数据进行自主时间维持，相对于系统时间会存在钟速差；为了得到准确的系统时间，需要对自主守时结果进行监测，以便及时发现并去除该钟速差，从而实现导航卫星的自主时间维持。

卫星导航系统导航电文结构及广播星历分析与建议

导航电文是卫星导航系统顶层设计的重要组成部分，其结构设计直接决定了首次定位时间、通信效率和可扩展性等关键性能指标；而广播星历是导航电文的核心，其表示方式直接决定了卫星轨道表示精度和通信效率等。GPS和GLONASS作为当今世界在轨运行的两大卫星导航系统，其导航电文设计各具特点。GPSL1CA的电文采用帧结构，其中星历信息采用轨道根数及相应的摄动参数等16项参数来表示；GPS L2C／15的电文采用固定长度的信息类型结构，L1C采用信息内容可变的固定帧结构，其中星历信息采用18项参数表示。GLONASS Ll／12民用信号采用超帧结构形式，其中星历信息使用卫星的位置、速度以及日月摄动加速度等10项参数来表示。本文通过对GPS／GLONASS导航电．文结构和广播星历进行分析和计算，对未来全球导航系统导航电文的结构和广播星历设计给出了建议。