GPS共视法远距离时间频率传递技术研究

GPS共视法时间频率传递技术是目前时间频率远距离高精度量值传递的主要方法之一。详细介绍了共视法原理、GGTTS格式各参数的意义和计算方法。阐述了中国计量科学研究院近年来GPS共视法远程校准技术研究内容,介绍了NIM时间多通道接收机的基本构成和实际测量比对结果以及最终数据处理算法。

多通道GPS共视法时频传递接收机的研制

GPS共视法是国际上流行的远距离时间频率传递技术,核心是共视法接收机。我们成功研制了多通道GPS共视法时频传递接收机系统,硬件部分主要由自主研制的高精度时间间隔计数器和Motorola生产的VPONCORE GPS引擎组成,软件符合时间频率咨询委员会(CCTF)发布的GPS共视法数据处理软件标准化指南的要求,与单通道GPS定时接收机相比,界面更友好,操作更方便,具有很强的分析处理数据功能。经测试证明多通道GPS接收机零基线共钟共视时间比对的不确定度小于4 ns(仰角40°),与国外报道基本相同。

GPS共视时间比对中的电离层时延改正问题

众所周知 ,GPS共视是目前国际上主要的时间传递比对技术 ,其中扣除电离层时延是很重要的一个方面。介绍了如何采用国际GPS服务中心 (IGS -Interna tionalGPSService)公布的电离总电子含量 (TEC—TotalElectronContent)图来进行电离层时延改正。结果表明 :对于单频GPS接收机 ,采用TEC图作电离层时延改正后的单站定时和共视比对精度比用理论模型作改正的精度有很大的提高。通过比较还表明 ,亚太地区的时间实验室之间的时间传递精度比欧美地区的要低 ,这可能是因为亚太地区用于测量TEC的IGS测站少 ,因而导致该地区的TEC的精度较低。

GPS共视接收机短期观测资料处理算法研究

提出了一种新的基于总体最小二乘数据拟合的短期观测资料处理算法 ,同时考虑测量时刻和时差测量值的不确定性 ,可提高共视接收机输出的单站数据精度。超短基线单通道共视测量数据表明 ,使用新算法后 。

GPS共视资料的处理和分析

由不同地点的时间实验室的原子钟组成的时间尺度 (例如TAI) ,要求这些时间实验室之间的时间比对手段的稳定性与所用的原子钟的稳定性相匹配 .GPSCV是目前国际上最广泛采用的时间比对手段 ,它的数据处理和误差分析是提高这种技术的精度和准确度所必不可少的 .CLR

基于Motorola VP Oncore接收机的新型GPS共视时间传递系统

本文设计了基于MotorolaVPOncore接收机的新型GPS共视时间传递系统 ,用高分辨时间间隔计数器测量本地原子钟和GPS接收机输出秒信号的时差 ,通过读取导航电文得到GPST和指定卫星的时差 ,于是得到本地原子钟与指定星钟的时差 ,实现GPS共视法单站测量。为确保系统严格共视 ,使用多线程和同步监测机制设计了可靠的同步控制策略 ,两套系统的超短基线单通道共视比对结果表明 ,系统性能稳定 ,比对精度 (用原始共视数据的均方根表示 )不大于 4 .9ns.该系统可应用于SDH通信网时间同步、交换机时间同步等高精度定时领域 .

GPS共视时间比对中的几何时延改正

根据导航电文中的广播星历和IGS提供的精密星历对GPS共视比对结果中的几何时延误差进行了改正。采用几何时延计算的基本原理计算出广播星历时延与精密星历时延之差, 然后将其补偿到GPS CV比对结果中, 从而提高GPS 共视比对结果的精度。通过对NTSC和CRL两个时间实验室GPS共视比对结果的试算, 结果表明, 该方法改善了共视比对结果的精度。

基于GPS共视法的原子频标远程校准技术

基于GPS共视法远程校准原理,在上海市计量测试技术研究院与华东师范大学之间搭建了GPS共视比对远程校准系统。利用该系统为华东师范大学精密光谱科学与技术国家重点实验室(科技部)的铷原子频率标准装置提供远程校准服务。基于30 d CGGTTS标准格式文件的实验数据和所编制的数据分析软件,分别计算出铷原子频率标准的相对频率偏差、相对频率准确度、频率日漂移率和日稳定度。实验结果表明,这些参数满足技术规范提出的技术指标要求。该GPS共视比对远程校准系统具备正确性、稳定性和可靠性的优点,能够为铷原子频率标准装置提供可行的远程量值溯源服务。

GPS共视比对数据处理软件设计

为了满足对大量GPS共视比对数据处理和分析的要求,在共视比对规范和TEC-map电离层模型的基础上,设计了GPS共视比对数据处理软件。该软件具有进一步消除单频接收机电离层时延的影响及对单通道、多通道、双频数据的单站和双站比对功能,直接平滑、内插作曲线图,并生成文件,给出平滑以后的均方差。

GPS共视中电离层时延计算方法比较研究

为了更好地计算GPSCV(共视)时间传递中的电离层时延值(它是影响GPSCV比对结果精度的主要因素之一),介绍了当前3种电离层时延的计算方法,并以NICT(National Institute of Information and Communications Technology)单站GPS比对数据及NICT与NTSC(National Time Service Center)的GPS共视比对数据为例,分析比较了不同的电离层时延计算方法对GPS时间比对结果精度的影响。计算结果表明:利用双频实测电离层时延和利用IGS(International GPS Service)提供的TEC(total electron content)map计算的电离层时延对GPSCV比对结果修正后的精度,比利用电离层改正模型的时延对比对结果修正后的精度分别提高30%～40%和20%～30%。

GPS共视接收机恒温系统的研制

温度变化对于利用GPS共视技术进行高精度远程时间比对的影响是不容忽视的。结合GPS共视接收机的工作特点,研制了与之相适应的温度控制系统。该系统使用数字式温度传感器DS1624为测温器件,选用自适应PID控制算法为系统温度控制算法,电路设计上采用基于I2C总线设计和防电磁干扰设计;因此系统具有电磁干扰小、实时性好、可靠性高和控温精度高等特点。测试结果表明该系统控温精度可达0.5℃,可满足GPS共视接收机的工作需求。

应用样条函数处理GPS共视数据

为克服Vondrak方法平滑GPS共视比对数据的两端效应和缺值点处的插值问题,应用样条函数平滑和插值方法对NTSC和CRL的GPS共视数据进行了分析研究。结果表明:这种方法可解决Vondrak平滑方法的两端效应现象;与CircularT的数据比较,用样条函数平滑数据之后,再进行三次样条插值,缺值点的内符合精度有所提高,整体内符合精度也有所提高。

电离层改正模型对GPS共视时间传递的影响分析

本文以2016年001~010d的观测数据，分析了广播星历的电离层模型、全球格网电离层模型、消电离层组合模型三种不同的电离层模型对4对IGS站间GPS共视时间频率传递的影响。结果表明，广播电离层模型模式下GPS共视时间频率传递的RMS值最大，表明精度最差；电离层格网模型模式下RMS值较小，表明精度比较高，消电离层组合模型模式下除了NANO跟ALBH的站间RMS值大外，相应的精度较差外，其它3组站间跟电离层格网模型的精度相当。

GPS共视时间频率传递应用研究

随着科学技术的快速发展,在许多的工程中和国民经济的发展中高精度时间频率传递有着极其重要的作用。尤其是近几年随着国防科技以及空间科技的快速发展,人们对于高精度的时间和频率传递有了更高的要求。本文主要是论述了GPS共视存在的主要误差源,以及GPS共视时间频率在实际中的应用。

GPS共视授时中的多径效应分析

介绍了GPS共视授时的基本原理,在此基础上分析了GPS共视授时中多径效应影响。多径效应是GPS接收机测量中遇到的主要误差之一,减小多径误差可以提高GPS共视授时的精度。该文分析了目前抗多径的方法,同时探究了GPS共视授时中怎样进行抗多径干扰,该结论对进行GPS共视授时研究有一定的参考价值。

改进的多通道GPS共视资料的处理算法

目前GPS多通道共视数据处理常用算法是去除仰角为20.以下的比对资料,然后对多通道共视比对结果进行平均.其不足在于未充分有效地利用全部观测数据.针对这种问题,提出了一种改进的按仰角加权的多通道GPS共视资料处理算法.对日本邮政省通讯研究所(CRL)和国家授时中心(NTSC)2002年5月-2003年3月的多通道共视比对的处理结果表明,改进的处理算法结果更为接近真实钟差.

基于GPS共视的卡尔曼滤波算法分析

该文首先介绍了GPS共视法的基本原理，然后详细介绍了卡尔曼滤波的产生及其原理，具体分析了该算法在共视中的用处，如何在数据处理中发挥其优势。最后实际验证了异地钟差处理中卡尔曼滤波算法的作用。对GPS共视的进一步研究具有一定的参考价值。

GPS共视时间频率传递应用研究

随着科学技术的快速发展，在许多的工程中和国民经济的发展中，高精度时间频率传递有着极其重要的作用。尤其是近几年随着国防科技以及空间科技的快速发展，人们对于高精度的时间和频率传递有了更高的要求。本文主要是论述了GPS共视存在的主要误差源，以及GPS共视时间频率在实际中的应用。

卫星位置误差对GPS共视时间比对的影响

影响GPS共视时间比对的一种因素是卫星的位置误差,这个影响程度取决于用户对卫星的观测仰角和用户间的基线长度。当两个用户的仰角大致相同时,卫星位置误差对时间比对的影响与基线长度近似成正比,而与仰角的大小几乎无关。当两个仰角不同时,对于小于2500km的基线,两个仰角之差越小,这种影响就越小。对于5000km以内的基线,无论多大的仰角,时间比对的误差最多相当于卫星位置等价误差(卫星位置误差除以信号传播速度)的四分之一。