铁路时间同步网节点天地时间源互备失败案例分析

通过二级时间节点的天地时间源互备失败现象,分析天地时间源互备失败原因。主要原因为天地时间源间时间偏差过大,从理论上计算长距离地面时间传送可能引入的时间误差,并分析造成时间误差过大的几种可能原因。由此得出,现有铁路时间同步网技术架构难以满足将来5G-R系统对高精度时间同步性能和安全可靠运维要求,有必要研究完善铁路时间同步网技术架构、组网方案,并进一步健全运维方法。

基于GNSS时标的小卫星控制系统星地时间同步技术

随着我国光学遥感卫星载荷分辨率技术不断提高,相应的对卫星平台姿态控制精度和稳定度的要求也逐步地增加。针对高精度、高稳定度的卫星控制平台,控制系统指标的地面半物理试验验证也面临着考验。提高地面半物理试验验证的可信度是需要重点考虑的,影响试验验证可信度其中一个重要的方面是星地时间同步问题。为此,文中利用GNSS秒脉冲时间锁存技术和星地串口下传时间标识的方法,设计了一种基于GNSS时标的小卫星控制系统高精度星地时间同步系统,从而提高了星地时间的同步性,试验结果表明星地同步精度可优于65μs。

基于到达时间间隔差的ADS-B位置消息验证方法

广播式自动相关监视(ADS-B)是一种新型的航空器监视技术,具有定位精度高、更新速度快及覆盖范围广等优势,在民用航空监视领域获得广泛应用。由于ADS-B消息以广播方式传输,未采用加密与认证机制,ADS-B系统易受外部欺骗源的干扰。为解决该问题,提出了一种基于到达时间间隔差(IDOA)的ADS-B位置消息验证方法。建立基于IDOA的ADS-B位置消息验证系统模型,理论分析给出检验统计量的表达式及其统计特性,进一步分析给出检测门限的确定方法,通过仿真验证所提方法的正确性与有效性。结果表明:所提方法与基于到达时间差(TDOA)的验证方法具有相同的检测性能,且对时间测量误差和ADS-B位置误差不敏感,但所提方法可克服基于TDOA的验证方法存在的对地面站时间同步误差敏感的缺点。

星地时间比对大气误差修正及其影响因素分析

由于空间环境较为复杂,大气对无线电微波信号的影响是星地高精度时间比对的主要误差源之一.针对星地高精度时间比对的需求,研究了双向测量体制下的电离层误差修正方法及对流层色散延迟修正方法,对影响大气误差修正的主要因素展开了讨论,并对不同场景下大气误差修正情况及星地时间比对结果进行了仿真分析.仿真结果表明:当卫星姿态误差控制在100 as以内、相位中心标定误差控制在5 mm以内、精密定轨误差控制在30 cm以内时,通过相应的误差修正算法修正后,电离层误差残差的RMS值小于0.006 ps,对流层误差残差的RMS值小于0.06 ps,星地时间比对精度优于皮秒量级.

导航星间链路体制星地时间同步性能及其相关因素分析

利用北斗组网星座资源,将导航体制星间链路技术应用于星地时间同步是一种较好的远程高精度时间传递方法。星地时间同步通过双向单程测量能够抵消大部分信道误差,从而提高测量精度,但仍存在因部分上下行路径不一致所引起的残留误差,影响最终时间同步性能。本文主要介绍星地时间同步的基本原理,给出时间同步过程中主要误差修正方法,重点分析轨道先验信息对时间同步性能的影响,并利用不同精度的轨道对星地实测数据进行分析和验证。结果表明,采用北斗广播星历与精密星历解算的星地钟差拟合残差RMS值均优于0.1 ns,当轨道信息叠加一定程度的随机误差时,通过平滑处理的方法可以进一步提高时间同步精度。本文可为星地实现高精度时间同步提供一定的技术参考和积累。

铁路地面信号设备系统时间同步算法设计及仿真分析

铁路地面信号设备系统属于通信网络,其时间同步系统能够优化铁路部门内部管理流程,因此在使用前需要应用同步算法设计提升时钟的精度及稳定性,从而降低时间不同步带来的故障问题。主要对铁路地面信号设备系统时间同步算法进行PTP协议改进设计,并针对设计过程进行仿真分析,从而检验时间同步系统的应用价值。

基于RTDS双12脉动换流器解/闭锁策略的仿真

为研究极控系统在双12脉动换流器解/闭锁过程中的策略,基于实时数字仿真(RTDS)建立了±800kV特高压直流输电模型,对双12脉动阀组的解/闭锁时极控的组织策略进行了仿真。仿真结果表明,提出的极控策略运用在双阀组的同步解/闭锁、双阀组分步带电投入和退出等特高压的关键技术中,均在RTDS的录波上取得了较好的波形;极控系统与旁通开关在时间、逻辑、顺序上的配合策略具有实际工程使用价值。

飞行事故调查时多种信息源的时基同步

多种信息源的时基同步对辅助飞行事故调查具有重要意义。以某型飞机为例 ,分析了飞行事故调查时依赖的多种信息源的来源和工作特征。讨论了多种信息源之间的时基同步问题 ,给出了时基同步方法。

一种改进型PTP协议在铁路地面信号设备系统的应用研究

随着列车跨线跨区行驶速度提高,铁路地面信号设备时间统一显得尤为重要。铁路时间同步方法基于NTP协议传输。针对NTP同步技术在传输过程中存在着同步精度低、时间延迟高和稳定性弱的不足,提出一种改进型精准同步协议(PTP)在铁路地面信号设备系统中进行应用。在OPNET仿真下搭建基于3局15站的3层网络拓扑结构的网络模型,在协议层中分别建立改进型PTP协议和NTP协议的子进程模型,通过仿真对同步技术做出对比。研究结果表明:在仿真环境下应用改进型PTP协议同步精度和稳定性有大幅度提高。

统一扩频测控系统实现高精度星地时间同步的方法研究

首先对毫秒级精度的常规星地时间同步的方法进行简要介绍,然后对精度为几十纳秒的时间同步方法作详细的设计与分析,提出采用扩频统一测控系统实现遥测、遥控、测距和时间同步的一体化设计思想。

铁路地面信号设备时间同步系统可靠性分析

为了量化铁路地面信号设备时间同步系统安全风险并识别薄弱环节,采用专家判断和模糊集理论相结合的方法量化基本事件的条件概率,将系统故障树模型映射为贝叶斯网络,以此构建铁路地面信号设备时间同步系统可靠性模型,对系统进行可靠性评估.通过计算系统故障条件下单元的失效率,识别系统的薄弱环节.诊断推理分析表明,光纤及通信前置服务器是引起铁路地面信号设备时间同步系统失效的关键事件,因此,加强对其维护可有效降低事故的发生概率.

山东电力PTP时间同步网的建设与展望

介绍了时间同步的概念和主要方式,简要描述了PTP网络对时协议的同步过程,针对目前时间同步存在的问题,分析论证了建设全省时间同步网的必要性和意义;同时结合山东电力传输网现状及发展趋势,展望了基于地面链路的山东电力时间同步网建设与应用,可作为山东电力PTP时间同步网建设的参考依据。

基于GPS卫星共视法站间时间同步

本文详细讨论了共视法的基本原理和模型，推导了共视法误差模型，分析了影响站间时间同步精度的因素，估算了在设定的误差预算条件下时间同步精度；最后处理了实际GPS观测值，实现了基于GPS共视法站间时间同步。用拟合法和闭合差法分析时间同步精度，结果表明共视法实现的站间时间同步精度为8ns。

一种空-地双基地雷达时间同步方法

空-地双基地雷达发射机置于运动的空中平台上,对时间同步精度要求高、实现难度大。为此,在现有时间同步技术基础上,研究了适用于空-地双基地雷达时间同步方法,确定了易于实现的间接同步方案。为满足同步精度要求,在传统单一时钟授时的基础上,利用卫星授时信号对内部高稳晶振进行校准,提高了同步精度。为验证该方案的可行性,选取频率计CNT-90及TimeView软件对同步模块进行测量,结果验证了这种方法满足同步精度要求,能够应用于空-地双基地雷达时间同步。

关于卫星跳波束系统的几点思考

传统的多波束卫星系统多为固定资源分配方式,缺乏足够的灵活性。跳波束通过时间分片技术满足了用户的非均匀、动态业务需求,提高了卫星的资源利用率和业务服务能力,但目前跳波束技术在卫星中的应用面临着许多挑战。文章从系统和技术层面进行了分析与思考,指出了跳波束系统中存在的难点问题,并梳理分析了其关键技术。最后结合人工智能等新兴技术给出了跳波束系统的发展趋势,为我国后续卫星跳波束技术的应用发展提供了思路。

GPS在双(多)基地高频地波雷达中的应用

针对双(多)基地高频地波雷达高精度同步问题,给出了一种利用GPS模块进行校频的时间同步方法。该方法采用FPGA器件,外同步源来自GPS接收信号,通过对FPGA内部设计的数字鉴相器输出的相差进行处理,并通过时间步长由小增大的方式调整恒温晶振的调谐电压,结果获得很高的频率同步精度。输出各信号的时间关系由软件设定,以计数方式产生,不但电路简单,调试修改方便,更重要的是使各信号间的时序关系准确、稳定、可靠,减少了雷达的相位误差。考虑到GPS接收机不能正常接收到信号的情况,FPGA内部的波形产生逻辑模块还进行了冗余设计,在GPS接收机不能正确接收到信号时,产生精度由时钟保证的同步信号,确保时间同步信号的连续性。文中还给出了利用ModelSim进行仿真的结果。理论分析和仿真结果说明了该文设计方案的可行性。

星间链路体制下的星地双向时间同步方法

推导了星地双向时间同步的数学模型,提出了在星间链路体制下进行星地双向时间同步的方法,计算了新一代导航试验卫星与西安站的相对钟差,通过对计算结果分别按1周、1天和1小时时长进行参数拟合,以及进行短期频率稳定度分析,验证了试验阶段星间链路体制下星地双向时间同步的精度和性能。结果表明,1周、1天和1小时的拟合时长星间链路体制下的星地时间同步精度分别达到了3.42纳秒、0.30纳秒和0.15纳秒,10000秒频率稳定度优于8×10^(-14)。

基于定点数据的星地量子通信数据仿真

实际卫星在轨运动会对星地量子通信实验带来影响。星地间距离的变化导致信号时间间隔改变,进而对量子通信中的时间同步带来干扰,降低成码率甚至无法成码。利用定点量子通信数据仿真星地量子通信数据,可用于卫星发射前检测不同轨道高度下卫星信号的时间同步性能。通过分析时间同步方案模拟了距离变化反映在信号光接收端的时间变动。用星地量子通信实验的实际数据对仿真模型进行了验证,结果表明模型匹配程度较好。

一种有效载荷地面测试系统星地时间的同步方法

针对有效载荷地面测试系统难以适应卫星有效载荷工作模式快速切换的问题,文章提出了一种有效载荷地面测试系统星地时间的同步方法。该方法利用测试局域网中卫星遥测帧广播的频率实现了星地时间的同步,根据遥控指令使地面测试系统准确切换状态以配合有效载荷的测试。星地时间的同步为地面测试系统的状态记录提供了时间标志,可作为有效载荷数据判读的输入条件。此方法易于实现,通用性强,可为有星地时间同步需求的地面测试系统提供设计参考。

基于星间链路体制的北斗卫星时间同步可行性分析

BD-3试验星上搭载了Ka频段星间链路(ISL)设备,可进行Ka波段对地观测。推导了星间链路时分观测体制双向时间同步的数学模型;以ISL星地观测数据为样本分析ISL体制时间同步的可行性,并与L波段观测结果比对。结果表明,ISL体制钟速拟合参数与L波段结果一致性较好,7d和3d弧段拟合精度在1ns以内,1d和1h弧段拟合精度均在0.2ns以内,较L波段拟合精度有所提高,其中1d为最优拟合时长;利用7d的实测星地钟差进行向后1d的钟差预报,结果显示,ISL星地钟差1d预报误差为2ns,较L波段预报精度略有提高;最后采用星地星间联合钟差观测,2d内观测残差为0.52ns,验证了ISL钟差观测的可行性。