基于卫星双向时间比对的无中心站间时间同步

针对多站分布式协同站间高精度时间同步关键问题,在详细介绍卫星双向时间比对的基本原理和精度分析基础上,设计了一种无中心多站卫星双向比对逻辑架构和多站时间同步处理算法,充分考虑硬件资源约束,并提供时差测量数据冗余,避免了因某个站故障造成的全系统时间同步功能失效,提高系统时间同步的鲁棒性和灵活性。基于精密单点定位技术进行了异地远程卫星双向时间同步精度验证,试验结果表明时间同步精度优于6 ns。

基于Express-80的卫星双向时间频率传递方法

为了使欧亚ABS-2A卫星双向链路早日用于国际标准时间协调世界时(UTC)计算并长期稳定运行,提出一种基于Express-80的欧亚链路性能测试方法:选取组网中4条长、短基线卫星双向时间频率传递(TWSTFT)比对链路2022年3月的观测数据,以已校准的全球定位系统(GPS)精密单点定位(PPP)链路数据为参考,利用修正阿伦方差和与参考链路作差结果的标准偏差等指标对双向链路开展性能分析。结果表明,通过Express-80卫星构建的欧亚链路双向时间比对的天稳为10-15量级,与GPS PPP链路作差结果的标准差小于0.5 ns,与GPS PPP时间传递结果一致,说明建立的卫星双向链路可以用于UTC的计算。

卫星双向法时间比对的归算

卫星双向法比对原理为两个台站同步发送和接收时间信号,可消除传递路径误差,因此比对精度高.它的缺点是效率低、占用大量卫星时间,也不适于自动化操作.现正在研制的终端可多台站同时观测,克服了上述缺点.利用新的终端提出一种新的处理方法,研究表明多台站观测的同时性有更多的信息可提取.以提高比对精度.

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.

中日卫星双向时间比对稳定度的测定方法

阿伦方差是频率稳定度的常用测定方法,但它的局限性在于只针对取样间隔相等的情况,而对于取样间隔不等的被测定对象,测定结果会与实际大相径庭。中日时间频率传递数据的取样间隔分别为四天和三天,提出了一种新的测定方法,并将两种方法对中日比对数据在同一时段的频率稳定度做比较,证实了新方法较阿伦方差更适合取样间隔不等的数据稳定度的测定。

无源卫星导航系统星地双向无线电时间比对实现

介绍了无源卫星导航系统星地无线电时间比对的原理,给出了星地无线电时间比对在扩频测控信道中实现的方法,并对各种误差因素进行了分析。

卫星双向时间频率比对软件接收技术研究

研究了一种基于软件无线电接收机(SDR)的卫星双向时间频率传递技术(TWSTFT),该技术能明显降低卫星双向比对中的测量噪声,与基于卫星时间调制解调器(SATRE)的TWSTFT相比,SDR TWSTFT表现出更优良的性能。在基于AM22通信卫星的亚洲—欧洲卫星双向比对链路中,NIM与俄罗斯计量院(SU)之间的SDR TWSTFT结果相对于SATRE TWSTFT得到明显改善,增益因子的平均值为2.0;同时,NIM-SU SDR链路也是全球第一条周日变化误差得到明显改善的长基线洲际SDR TWSTFT链路。分析了基于ABS-2A通信卫星的SDR TWSTFT和SATRE TWSTFT时间稳定度计算结果,结果表明SDR TWSTFT对短期链路噪声的抑制效果更为显著。

岸船卫星双向时间比对及其误差分析

详细介绍了岸船卫星双向时间比对原理,从原理得出,影响卫星双向时间比对精度的因素主要有2项:TA和TB的测量精度和双向比对链当中的不一致性。分析各误差源对岸船时间比对精度的影响,表明主要误差源为两站设备时延,它是由岸船通信系统时钟和时统时钟不同源引起的采样误差,误差最大达到0.104 ms;而测量误差和由于卫星和地面站运动引起的误差较小,一般不超过ns级。

卫星双向时间比对法的数字基带设计

随着导航系统的需求与发展,提高卫星双向时间比对设备的授时精度非常必要。介绍了卫星双向时间比对技术的基本原理,分析了数字基带设备中影响授时精度的主要误差来源,讨论了减小误差的方法和技术,并给出了数字基带设备的设计方案。实验结果表明,合理选择基带设备中应用到的设计参数,能够提高卫星双向时间比对法得授时精度。

基于软件接收机和间接链路的卫星双向时间比对性能分析

为改善卫星双向时间比对(TWSTFT)中的周日效应并探究其成因,利用当前ABS-2A卫星的亚欧国际双向时间比对网的冗余性,选取不同时段不同基线长度的卫星双向时间比对链路进行分析。首先将硬件SATRE TWSTFT结果与软件接收机SDR TWSTFT进行比较,然后将SATRE TWSTFT和以亚欧不同实验室为中继站得到的间接TWSTFT结果进行对比分析,最后以完全独立于TWSTFT的GPS精密单点定位(PPP)时间比对为参考,对上述计算结果进行性能评估。结果表明,SDR TWSTFT对亚欧以及亚洲SATRE TWSTFT时间偏差指标(TDEV)平均增益因子为1.75左右。以德国物理技术研究院为中继站的中国科学院国家授时中心和中国计量科学研究院之间的间接链路对直接链路的时间偏差平均增益因子为1.22。

中继式卫星双向时间比对研究

基于地球同步通信卫星的双向时间比对(TWSTFT)是目前最准确的远距离时间比对技术之一。为了突破基线长度对卫星双向时间比对的限制,结合当前国际双向时间比对网,以中国科学院国家授时中心(NTSC)、美国海军天文台(USNO)、德国技术物理研究所(PTB)以及瑞典国家技术研究中心(SP)之间的3条卫星双向比对链路NTSC-PTB,USNO-PTB和SPPTB为研究对象,对USNO-PTB和SP-PTB比对链路结果利用3次样条插值方法得到与NTSC-PTB比对链路时标一致的结果,然后以PTB为中继站计算完成NTSC-USNO和NTSC-SP 2条链路的间接卫星双向时间比对。最后用GPS(Global Positioning System)精密单点定位(GPS PPP)时间比对结果对上述计算结果进行验证评估。结果表明:基于中继站的TWSTFT与GPS精密单点定位时间比对结果基本一致,其A类时间不确定度优于1ns,总时间不确定度优于2ns。

基于双移动校准站的远距离卫星双向时间比对精度分析

利用基于双移动校准站的卫星双向时间比对,得到了位于临潼的中国科学院国家授时中心产生和保持的UTC(NTSC)与位于长春的自由运行的铯钟间的时差的连续比对结果。根据比对结果,分析了调制解调器发射通道时延和Ku波段射频收发通道时延对基于双移动校准站的远距离卫星双向时间比对精度的影响。实验和分析表明基于双移动校准站的时间比对精度优于1 ns,并表明利用双移动校准站的方法进行远距离时间比对是切实可行的。

卫星双向非连续时间比对的结果分析

双向卫星时间比对是一种高精度的远程时间比对手段,其比对经常不是连续进行的。为分析非连续双向卫星时间比对的水平,使用中国科学院国家授时中心的C波段双向卫星时间比对网的数据进行试验。采用的方法是对非连续双向卫星时间比对的结果进行内插,将内插结果与连续双向卫星时间比对的结果进行比较。结果表明本文试验条件下观测间隔时间在2.5 d以内时,非连续与连续观测结果之差的RMS值小于1ns;观测间隔时间为0.5 d时,非连续与连续观测结果之差的RMS值小于0.5 ns。

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)。

国产卫星双向时间比对设备性能评估分析

卫星双向时间比对是一种精度高、实时性强的远程时间比对技术,在时间频率和卫星导航等领域得到了广泛的应用。介绍了某卫星双向时间比对系统基本情况,设计了国产卫星双向时间比对设备性能评估方案,在两类场景下分别从4个方面对国产卫星双向时间比对设备性能进行了分析评估,比对了国产卫星双向时间比对设备与SATRE(satellite timing and ranging equipment)设备的差异,得到了国产卫星双向时间比对设备性能达到国际同类设备水平的结论。研究成果可用于卫星双向时间比对设备研制、测试与应用推广。

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。

卫星双向时间比对地面站群延时校准技术综述

在卫星双向时间比对过程中,比对精度主要由双向链路时延对称性所决定,由于传输链路是近似对称的,地面站之间的路径延迟绝大部分相互抵消,因此比对误差主要来源于地面设备的传输时延[1]。本文首先介绍卫星双向时间比对的基本理论,进一步分析对比国内外现有卫星双向时间比对系统的群延时校准技术,最后总结群延时校准技术并对其发展方向进行展望。

基于卫星双向时间频率传递进行钟差预报的方法研究

用多项式拟合、谱分析、改进的AR模型三种方法对由卫星双向时间频率传递得出的钟差时间序列进行了拟合和预报分析。为了抵制钟差时间序列中异常值的影响,引入了“抗差等价权”,利用卫星双向时间频率传递得到的1 d的钟差,按不同采样率、不同时间跨度进行计算分析。结果表明,抗差估计的预报精度明显高于最小二乘估计;平滑值的预报精度高于采样值;由于钟差时间序列中有明显的周期变化,多项式进行钟差预报的精度不可靠;用谱分析进行钟差预报的精度不高,但可以发现钟差时间序列中的主要周期变化;改进的AR模型预报精度最高,预报6 h钟差的RMS在1 ns左右。

基于BDS的卫星双向时间比对性能评估试验

文章介绍了基于BDS的卫星双向时间比对的基本原理,描述了BDS卫星双向时间比对系统概况,设计了双星条件下的卫星双向时间比对性能评估试验方案,开展了有关试验,结果表明基于两个GEO的卫星双向时间比对链路高度一致。该试验对于卫星双向时间比对系统性能测试评估具有一定的借鉴意义。

中日双向法卫星时间比对开通

中国科学院陕西天文台(CSAO)与日本国邮政省通信综合研究所(CRL)的中日科技合作项目——中日双向法卫星时间比对于1998年10月31日正式开通。