TWSTT中不同通道调制解调器的性能分析

随着多通道卫星双向比对(TWSTT)技术的出现,多通道产品———多通道调制解调器也相继问世了。本文通过中科院国家授时中心(NTSC)与日本国家情报与通信技术研究所(NICT)两台间用卫星双向技术获得的钟差及标准差评估单通道调制解调器与多通道调制解调器的性能。

卫星双向时间比对及其误差分析

介绍了卫星双向时间比对(TWSTT)方法的发展过程及其基本原理,讨论了TWSTT的误差源,分析了各误差源对比对精度的影响.得出影响TWSTT精度的主要误差源为设备时延误差和路径传播时延误差,而由于卫星和地面站运动引起的误差相对较小,从而给出了实际应用时不同比对精度下需要考虑的误差源及对误差源的精度要求.

高精度国际时间比对的进展

在过去的４５ｙｒ中原子频标的性能大约每７ｙｒ提高一个数量级，从国际标准时间和各国高精度守时的需要出发，远距离的高精度时间频率传递比对技术也有与之相适应的很大的发展。ＧＰＳ卫星在近２０ｙｒ中不仅成为导航定位不可缺少的工具，在时间、频率的传递方面也发挥出巨大威力；近年来多通道“全视接收”技术的发展使得时频传输比对的稳定性有了重大改善；ＧＬＯＮＡＳＳ卫星系统在高精度时间比对方面正在成为ＧＰＳ系统的重要补充手段ＳＴＷＳＴＴ的出现及发展在２１世纪将具有广阔的应用前景。介绍了近年来该领域的进展与初步实验结果，还简单介绍了 ＬＡＳＳＯ和 Ｃａｒｒｉｅｒ ｐｈａｓｅ技术的情况。

利用卫星进行双向时间传递

介绍了利用卫星进行双向时间传递方法的原理(TWSTT),包括了电离层延时误差、卫星转发时延、接收机和发射机时延和相对论效应修正误差。作者使用昆明站和临潼站的观测数据进行处理,得到高精度的时间比对。

卫星双向时间频率传递链路中的功率预算分析

根据卫星双向时间传递的原理,研究了时间传递不确定度与双向链路总信噪比的关系,基于卫星通信系统链路功率的计算方法,给出了卫星双向链路功率计算的关键环节与链路预算步骤,并结合实际情况给出了北京-西安两地卫星双向时间传递链路的功率设计。

北斗星地双向时频传递与广广播钟差精度分析

与其他卫星导航系统不同,北斗卫星导航系统采用星地双向时间比对技术,直接测量卫星钟相对于地面保持的系统时间的钟差,并用于广播电文钟差参数的建模。讨论了电离层延迟误差、卫星相位中心误差等不同误差源对不同类型卫星双向时间同步卫星钟差精度的影响。实测数据分析结果表明,星地双向卫星钟差内符合精度(RMS)优于0.15 ns。利用双向卫星钟差序列,对广播星历钟差参数预报精度进行了分析,统计结果显示广播电文钟差参数预报1 h,精度在2 ns以内,移动卫星刚入境时,钟差参数预报6 h误差可达10 ns。

时标偏差对站间双向时间比对的影响分析

基于站间双向时间比对的基本原理,讨论了时标偏差对站间双向时间比对精度的影响,并利用实测的站间双向测距值,计算比较了存在不同时标偏差情况下站间双向时间比对的结果和精度。结果表明:时标偏差影响体现的是伪距变率项和伪距径向加速度项;当时标偏差不大于1 s时,时标偏差影响主要体现的是伪距变率项;时标偏差符号相反时,对站间双向时间比对结果的影响大小一致,符号相反;时标偏差越大,对站间双向时间比对结果的影响越大。

卫星双向法与卫星测距

卫星双向时间比对是目前远距离台站时间比对精度最高的时间同步技术,时间比对精度达几百皮秒,比GPS共视技术的时间比对精度几乎高一个数量级。中科院国家授时中心根据多台站卫星时间比对经验,提出利用卫星双向比对技术进行卫星测距（称转发器定轨）。实验证明：利用卫星双向技术（卫星需要转发器）进行卫星测距,可得到高精度卫星轨道（内符精度为几厘米）和卫星预报轨道。

卫星导航系统时间同步方法分析与研究

阐述了卫星导航系统时间同步技术,即卫星共视法和站间双向时间比对法(TWSTT)原理,详细分析了此方法中影响时间同步精度的主要因素,并给出了减小误差的部分改进措施,最后对两种方法进行了比较。

一种卫星双向时间同步系统故障定位方法

针对某3站时间同步系统在钟差闭合方面存在的问题,介绍了卫星双向时间同步(Two-way Satellite Time Transfer,TWSTT)的基本原理,通过对零基线条件下的TWSTT模型分析,得到了系统观测量、钟差和设备时延间的基本关系,完成了故障排查方法设计、实施与问题定位。研究成果对于TWSTT系统研制、测试与应用具有借鉴意义。

基于矩阵构造的伪码测距时标偏差标定方法

描述了卫星导航系统站间时间同步和伪距时标偏差的基本原理,分析比较了伪距时标偏差对站间时间同步的影响,并给出具体的实验数据。针对卫星导航系统测距设备存在伪码测距时标偏差的问题,提出了一种新的基于矩阵构造的伪距时标偏差的标定技术,设计了具体的有线测试环境,并给出实验结果,分析了伪码测距时刻标定误差的主要来源。将此方法用于站间双向时间同步计算中,能有效地评估测距设备的伪码测距时刻的准确性,取得了很好的效果。

岸船卫星双向时间比对精度估算与校正

针对岸船卫星双向时间比对中船载时统站空间运动引起的对时误差估算问题,通过分析测量船六自由度运动规律,从而选定考察点,建立测量船质心坐标系;提出在一个对时周期内(约0.27s)船载站考察点空间运动总量估算模型,并给出岸船卫星双向时间比对精度估算方法。在分析测量船各维度运动量对岸船对时精度影响的基础上,得出了校正公式。计算结果表明:正常测量工况下,岸船卫星双向时间比对精度优于9ns;基于现有测量手段,校正后岸船卫星双向时间比对精度可达3.41ns(3σ,取陆基站间对时精度为1ns)。

卫星导航信号监测技术

卫星导航信号监测技术是导航系统监测站的核心内容。文中介绍一种实时性强、处理精度高、可靠性好的导航信号监测技术,对监测接收机输出的实时观测数据和导航信号进行分析、处理,给出其合理性、完好性和定位精度分析,同时输出该原始数据。通过在卫通设备上实现伪距精密测量、设备时延精确校定,监测站能够配合导航系统进行站间时间同步,同步精度小于3ns。

卫星双向时间比对试验

卫星双向时间比对方法（TWSTT）涉及设备时延修正、电离层改正、对流层改正、Sagnac效应改正、相对论周期改正和卫星转发器时延改正。在北京和国家授时中心之间进行了卫星双向时间比对试验，试验结果表明，卫星双向时间比对方法能够实现高精度站间时间同步，路径时延被充分地抵消，站钟计算结果几乎不受路径时延误差的影响。因此，卫星双向时间比对方法是一种高精度的钟差获取方法。

星地钟差测量的时间相关性

针对钟差测量数据存在时间相关性导致钟差预报精度降低的问题,提出基于残差的星地钟差测量的时间相关性提取方法:根据基于星地无线电双向时间比对的卫星钟差方程和测量方程,利用实测数据经Kalman滤波获得钟差残差,然后采用AR模型对钟差滤波残差的模型参数进行估计。研究结果表明该方法获得的钟差测量相关性模型可用于改进滤波算法,提高钟差预报精度。

星地测量数据部分丢失对卫星钟差预报精度的影响

本文研究了不同的测量数据丢失概率对卫星钟差预报精度的影响,给出了卫星钟差的3阶白噪声状态方程和基于星地无线电双向时间比对的测量方程,得到了类似于Kalman滤波器的递归形式和修正Riccati方程;随着时间的推进,修正Riccati方程的预测误差逐渐减小,直至达到稳态;并根据修正Riccati方程,采用数值分析方法得到了典型参数情况下卫星钟差预报精度与测量数据有效率的关系曲线。