基于FPGA和ARM的高精度GNSS授时系统

为提高卫星授时的精度,设计了基于FPGA和ARM的GNSS授时系统。在ARM处理器中,进行钟差数据以及秒抖动的处理;在FPGA端实现高精度时间间隔的测量,并采用NCO控制实现时间同步,达到高精度授时。实验结果表明,GNSS授时系统精度可以达到±15 ns,并且实现了与系统标准时间的同步,同步精度在9 ns左右。总体来说,设计实现的GNSS授时系统具有授时精度高、抗干扰性强的特点,满足高精度工程应用的要求。

GNSS授时原理及其精度分析

GPS授时在石油勘探中已获得广泛地应用,但在山区以及树林等地区,可视GPS数量减少,以致授时困难。GNSS相比单一的GPS,有更多的可视卫星,在接收信号困难地区可以增加可视卫星数量,使授时变得相对容易。本文针对GNSS授时,阐述其授时原理,给出了零基线法计算伪距精度的方法,并根据原理分析影响授时精度的各种因素,计算了主要因素对授时影响的大小。GNSS授时精度主要受卫星轨道径向精度、卫星钟差和伪距测量精度三方面的影响。相对于双频GNSS接收机,GPS与Galileo授时精度最高,实验数据中总体小于5ns,BDS二代在卫星轨道径向和伪距精度比GPS略差,但BDS二代卫星钟差太大,导致授时精度在30ns左右,GLONASS授时精度小于30ns。单频GNSS接收机的授时精度会在双频接收机授时精度的基础上降低50ns左右。

限制环境下的GNSS精密授时方法研究综述

GNSS精密授时技术在国防军事领域得到了广泛的应用,但卫星导航信号具有先天的脆弱性,极易受到各种有意和无意干扰,为了提升GNSS精密授时的稳健性和安全性,亟需发展限制环境下的授时技术。介绍了GNSS授时应用存在的问题,分析了GNSS精密授时方法研究现状,给出了在无地面通信网络条件下利用北斗三号PPP-B2b信息进行实时PPP授时,在信号遮挡条件下利用惯性导航辅助PPP瞬时重新收敛和附加钟差模加快PPP重新收敛,以及在复杂电磁环境下利用多阵元抗干扰天线提高GNSS授时性能的发展对策建议,为拓展GNSS授时技术在时频领域的应用提供借鉴。

强震仪器常用授时方式的优缺点及应用——以ETNA2为例

地震观测仪器的计时单元是地震观测仪器不可或缺的组成部分,以强震动观测授时为例,将常用强震动观测仪器计时单元进行简要介绍,并对5种授时方式的原理及优缺点进行分析,根据强震动观测组网方式和布设条件的差异,采取不同的授时方式,以求在条件允许的范围内,为强震观测提供更佳的时间服务。

GNSS定位授时系统在浅层节点地震采集系统中的应用

阐述针对无线节点地震采集系统在无采集站、无线缆,各个节点独自工作特点,采用GNSS(Global Navigation Satellite System)定位授时系统,实现各个无线节点地震采集系统之间时钟同步。分析GNSS定位授时技术原理,并基于Cortex-M7嵌入式系统为主控单元,以S1216-BD为GNSS授时定位芯片为GPS模块,完成授时同步功能,并在上位机实验中得到标准协调世界时(Coordinated Universal Time,UTC),实际中验证其授时精度。

改进的非组合精密单点定位模型(MPPP)与实时授时研究

【目的】基于精密单点定位(Precise Point Positioning,PPP)的时间传递技术因其高精度、广覆盖而成为GNSS时间传递中的优势性方法。然而,实践过程中发现接收机码偏差天内短时变化是影响接收机钟差估值精准度的主要偏差之一。【方法】因此,本文提出了一种改进的非组合精密单点定位(Modified Precise Point Positioning,MPPP)模型,将接收机码偏差作为时变参数估计,并基于模拟与实测数据进行了方法验证。【结果】结果表明:同等条件下,MPPP授时精度可达0.1~1ns,相较于PPP精度提升30%以上,【结论】可有效克服接收机码偏差变化对实时授时的影响。

基于GNSS的5G基站高精度时间同步组网算法

基于物联网定位等需求,增强5G移动通信基站之间的时间同步精度有望达到纳秒级。基于“邻域相似性”原理,针对5G基站利用全球卫星导航系统(global navigation satellite system,GNSS)进行授时时,由于可视卫星集合不同造成接收机之间时间同步误差较大,提出一种基站GNSS接收机组网算法,用以消除邻域差异,提高相互邻近的各5G基站之间的时间同步精度,并对该算法进行了实验验证。结果表明,该算法有效解决了由于可视卫星集合不同造成的时间同步误差较大的问题,提高了5G基站之间的时间同步精度。

关于GNSS定时单元及相关设备性能现场检测方法的研究

针对时间频率性能检测技术规范,本文介绍了目前常用的GNSS定时单元及相关设备性能现场检测方式,重点分析了常用检测方式下,测试结果置信度较低的6个问题。对于主要问题提供了测试验证实例,并采用广域精确授时技术作为测试参考源,实现了较为有效的性能检测。在此基础上,提出尽快改进目前的测试方式、制定有关在运用现场检测GNSS定时单元及有关设备的技术标准、采用WPT技术有效提高测试参考精度和改进GNSS共视技术等建议。