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。

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。

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。

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。

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。

基于软件接收机技术的卫星双向时间传递性能分析

卫星双向时间传递(TWSTFT)是目前UTC实现的主要技术手段,可以实现的比对精度为0.2~0.3 ns。它的主要不确定度源是日变化(周日效应),周日效应在极端情况下峰峰值可以达到2 ns。为了减少周日效应的影响,开始了将SDR接收机应用于TWSTFT的前沿研究。通过分析比较基于SDR技术卫星双向时间比对和传统卫星双向时间比对两种时间比对技术的工作原理和比对结果,验证基于SDR技术的双向时间比对的性能,为SDR双向时间比对链路将来成为UTC/TAI计算提供参考。初步结果表明:基于SDR技术的卫星双向时间比对的性能较传统双向比对有一定的提高,尤其是短基线时间传递比较明显,时间不确定度(10 ks内)达到0.1 ns,较传统双向链路提高了44.9%。

转发器式卫星测轨方法

提出了转发器式卫星测轨方法。发射信号和接收信号的不同组合,形成不同模式的转发器式卫星测轨方法,并给出了不同模式下归算转发器式卫星测轨的公式。自发自收模式下的转发器式卫星测轨方法的观测和计算结果表明,定轨观测残差小于9cm。用转发器式卫星测轨方法,不但能给出高精度时间比对结果,而且能给出高精度卫星轨道和卫星预报轨道。

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。

航天测量船高精度岸船对时技术

随着航天技术的飞速发展以及新型号航天发射任务对测控系统提出的新要求,采用新技术新方法提高航天测量船的岸船对时精度非常必要。重点介绍卫星双向时间比对技术的基本原理,分析岸船卫星双向时间比对中影响岸船对时精度的主要误差源及其精度,提出实现高精度岸船对时需注意的问题。