北斗三号实时精密定位授时系统设计与实现

针对传统定位授时设备单机作业能力弱、定位授时精度低、GNSS动态授时接收机研究少等问题,设计实现了基于北斗三号精密单点定位服务信号(PPP-B2b)的实时精密定位与授时设备,所设计的设备通过全球卫星导航系统(GNSS)接收机接收北斗卫星信号,将卫星观测值、卫星广播星历以及PPP-B2b改正数输出给ZYNQ信号处理平台,ZYNQ的ARM端进行PPP-B2b接收机位置与钟差解算,输出接收机钟差到FPGA端,FPGA端通过外接的高精度10 MHz铷钟,结合实时精密钟差解算结果,生成驯服后同步到北斗时间基准的秒脉冲(1PPS)。通过设计实现静态、动态测试系统对设备进行性能测试。实验结果表明,设计的定位授时设备可以实现静态厘米级、动态分米级的定位精度,静态授时精度优于1 ns,动态授时精度优于3 ns。

复杂系统智能授时管理方法

现有授时设备虽然支持内置高精度时钟源以及GPS/北斗卫星授时,但面对高度复杂电磁环境的军事训练评估场景,可能由于强干扰、高阻塞等原因导致授时基准源信息获取失败,进而引起整体系统失效风险。针对上述问题,提出一种多时统源的智能授时管理方法。在实现方法中,首先以FPGA系统时钟作为基准对输入时统源进行有效性分析;然后基于分析结果进行授时智能仲裁选通,以支持系统运行期间时统源的随时切换,保证系统运行的稳定性和精确性,为复杂系统的抗干扰性和可靠性提供有效支撑。所提出的方法已在某军事训练评估系统中部署使用,并长期稳定运行。

基于GPS授时的通信电源数据同步采集系统设计

为解决当前通信电源数据采集系统时效性较差、时间同步精度较低的问题,引入全球定位系统(Global Positioning System,GPS)授时,提出一种全新的通信电源数据同步采集系统。通过设计系统的硬件配置,搭建良好的硬件环境。在此基础上,设计系统采集数据包协议;利用GPS授时,设计数据采集时间同步逻辑;利用数据采集节点,采集并处理通信电源数据;建立同步数据库,对采集的通信电源数据进行有效的管理与存储。测试结果表明,应用该系统后,在通信电源数据量持续增加的情况下,系统时间同步精度始终达到98%以上,性能优势显著。

一种基于嵌入式的高精度同步授时系统

为满足协同交互和智能敏响,集群成员和网络节点各要素之间的授时同步精度指标尤为关键。为此,文中设计一种基于嵌入式的高精度同步授时传输系统。通过将DSP和FPGA功能紧密耦合,结合ADC/DAC射频前端,选用BD/GPS双模收发模块,使用芯片内核和硬件描述语言设置串行端口在线调试,实现系统功能。系统选用的ATGM332D高灵敏度接收机模块属于国产BD/GPS双模接收模块,可有效提高系统的国产化率。系统接收卫星信号,经过内部解析和编译生成高精度同步脉冲信号。最后,通过实验对传统秒脉冲装置和同步授时系统性能进行对比分析。结果表明:所设计系统集群成员之间的同步精度误差远小于200 ns,优于传统秒脉冲装置,可满足高速数据传输和高精度定位同步需求;同时,该系统具备高可靠通信速率、集群间协同速率、体积小、重量轻、精度高、便于多例化实现的特点,已成功应用于某型无人机集群的机载设备,可为实现集群化和网络化提供技术基础。

陆基无线电授时系统信号分析与解算

时间应用的广泛性以及授时战的提出,使国家更加重视授时服务体系的完备性以及灵活性。为顺应授时战要求,从我国整体授时体系出发,简单介绍授时系统的工作原理,从多方面对比各类授时系统;主要分析了我国陆基无线电授时系统的发播程序以及信号格式等,对BPM短波呼号以及时码结构进行补充与修正,并讲解对陆基无线电授时信号的解算过程,利用实际试验验证解算方法的可行性;最后根据我国目前授时体系的现状以及授时战的要求,给出应对授时战的技术路线,对未来我国授时体系发展方向提出建议。

基于北斗系统的智能电网自适应卫星授时增强技术

卫星授时是智能电网中时间同步的关键技术之一。针对智能电网中传统卫星授时带来的可靠性低和授时性能不稳定的问题,文章首先通过深入分析卫星授时原理,介绍两种卫星授时方法,即位置域授时和观测域授时;进而建立一种卫星自适应授时增强算法,将两种授时方法融合;最后,设计实验验证基于北斗卫星导航系统的自适应授时增强算法的性能。实验结果分析可知,由北斗卫星导航系统授时替代传统的GPS系统授时,增强了系统整体的安全性和可用性。同时,卫星自适应授时增强算法使得卫星授时精度和稳定性分别提高了约17.1%和25.2%。

GPS-Net授时系统在气象业务中的应用

随着气象事业的发展和制作精细化预报的需求,气象业务系统对时间的要求及时间概念的重要性愈来愈被认识。统一气象业务系统的时间,对提高观测数据质量起到十分重要的作用。GPS-Net授时系统是采用GPS时间源及系统接收软件技术,对计算机进行授时服务。通过Network网络授时发布软件和Network用户终端接收软件技术,将标准的时间经过网络传递给若干用户,同时还要充分考虑GPS系统安全和网络安全。结果表明:GPS-Net授时系统能准确地获取GPS时间源信息,并通过网络技术发布到用户终端上,使气象业务系统获得标准的时间误差小于1秒。由于采用网络发布式和气象内网限制方式,有效地减少了服务器和用户终端的负担,防止了外网病毒与黑客的侵入。GPS-Net授时系统为气象装备和气象业务系统,提供了快捷、准确、自动的授时解决方案。

北斗授时系统自动授时实现方案及技术原理

就目前而言,为了实现时间信息的准确性,往往会通过结合多台计算机装置进行同步提供精准的时间信息,但是针对于时间信息方面存在的延迟、错误等问题,需要提供一个稳定可靠的同步授时系统,以达到同步更新准确的时间信息目的。本次研究中,重点以北斗授时系统为例,重点就北斗授时系统自动授时实现方案及技术原理进行研究分析,以供参考和借鉴。

如何自建授时服务器系统

本文以常德台实践应用为例介绍了如何自建授时服务器系统,阐述了自建授时服务器系统所需的软硬件环境和建立流程,以实现监视和安播预警发布接收平台等广电行业常用安播辅助监测设备的精准校时同步,并对建立过程中应注意的相关问题进行了探讨。

高精度地基授时系统敦煌授时台开工建设

2023年9月10日,由中国科学院国家授时中心承担的国家重大科技基础设施项目——高精度地基授时系统敦煌授时台项目在甘肃省敦煌市正式开工建设。敦煌授时台位于敦煌市东北部,占地面积46.33 hm^(2),总投资1.8亿元,建设周期为3年,建设内容包括半径为300 m、塔体高度278 m的天线系统和发播机房,以及位于敦煌市主城区的一座授时监测站等。

GNSS高动态导航终端检定系统设计及实现

随着特种装备对高精度、高动态性能及姿态测试的新需要,现有检测计量系统已不满足当前的测试需求。本文设计并构建了GNSS高动态导航终端检定系统,创新性地提出利用高精度转台模拟真实运动场景,通过角度编码器、高精度授时接收机保证控制及测试精度,运用转台状态显示及测试评估软件对测试数据进行处理,完成对被测对象的评估,并对建成后系统的关键指标进行了验证试验。结果证明,该系统可实现对导航终端进行高动态、高精度的测试。

北斗三号全球导航卫星系统服务性能评估:定位导航授时、星基增强、精密单点定位、短报文通信与国际搜救

本文给出了北斗三号全球导航卫星系统定位导航授时、星基增强、精密单点定位、区域短报文通信、全球短报文通信和国际搜救共6类服务的测试评估方法,并利用实测数据对各类服务的核心指标进行了评估。结果表明,定位导航授时服务方面,空间信号测距误差0.23 m(RMS),空间信号可用性99.44%,空间信号连续性99.99%,PDOP可用性100%,B1C信号全球定位精度水平方向1.31 m、垂直方向2.13 m(95%),B1C信号全球定位可用性99.93%,B1C信号授时精度14.7 ns(95%);星基增强服务方面,定位精度水平方向1.03 m、垂直方向2.60 m(95%)、具有垂直引导能力的一类进近(APV-I)可用性100%;精密单点定位服务方面,定位精度水平方向0.17 m(95%)、垂直方向0.22 m(95%)、平均收敛时间9 min;区域短报文通信服务成功率99.6%,服务容量1530万次/h(上行)、935万次/h(下行);全球短报文通信服务成功率96.46%,服务容量40万次/h(上行)、21万次/h(下行);国际搜救服务方面,搜救信号接收成功率98.3%(发射功率37 dBm)。

GNSS单站授时系统性偏差分析

从单站授时基本观测方程出发,对引起系统性偏差的原因进行研究,结合具体实验分析卫星钟差和接收机硬件延迟对授时结果的影响。实验结果表明,卫星钟差引起的系统性偏差随时间变化,对所有测站影响相同;接收机硬件延迟会对授时结果造成系统性偏差影响,不同测站的系统性偏差不同,其大小取决于各自接收机硬件延迟的偏差,在进行授时及时间同步时应当加以改正;接收机硬件延迟不影响授时结果频率的稳定度,在进行频率传递时无需改正。

一种基于多授时源多授时方式的电力系统同步授时方案

电力系统中自动化设备及监控系统日益复杂,为电力系统提供足够精度的同步时钟信号成为了提高设备运行稳健度和监控系统准确度的关键因素。设计了一种基于GPS/北斗系统双授时源同步守时钟电路,可以对双授时源时钟信号进行有效的跟踪。在卫星及守时钟电路时钟信号的基础上,利用时间间隔测量技术设计了一种高稳定度晶振本地时钟结构,可在一定时间内保持较高的精度。在此基础上,提出了一种基于多授时源、多授时方式的电力系统同步授时方案。方案中多个时钟源互为备用,可根据不同的被授时装置选择相应的授时方式,提高了电力系统授时的稳定可靠性、经济性。

实时在线式GPS授时系统原理与设计

介绍了ＧＰＳ系统的组成、ＧＰＳ的信号结构、ＧＰＳ的授时的基本原理，并给出了ＧＰＳ应用系统的设计方法和具体的同步程序框图及硬件结构框图．该系统应用于数字地震记录仪等测量系统中，提高了测量系统的时间服务精度，其时间同步精度可达１μｓ。

长波授时系统相位跟踪点检测的数字化研究

为了实现长波授时系统接收机的数字化，提高检测效率，对接收到的100kHz长波信号进行1MHz指定频率的采样，充分研究天波对地波信号的影响，找出相位跟踪点与被检测信号的几何关系，提出了一种用数字方式确定相位跟踪点的周期累加值算法．与传统的检测方式相比，该算法基于现场可编程逻辑器件（FPGA）实现，采用大量采样数据代替传统的单个峰值，实现了天波与地波的检测分离，并在运行的同时给出了协调世界时秒信息．采用FPGA相关工具的仿真结果表明，该算法能够有效地消除噪声与天波的干扰，在数字滤波后信号的信噪比高于21．6dB时，该算法能达到0．0％～0．4％的低失误率．

北斗卫星导航系统与GPS互备的广播电视授时单元

针对当前广播电视授时系统中存在的信息安全问题提出了一种新的授时方案。基于中国自主研发的北斗卫星导航系统获取标准时间,同时以GPS为辅助授时源并与系统本地时间进行校准,可以彻底摆脱对GPS授时的依赖。此项研究对改变国外的卫星授时系统对国内市场的垄断局面,保证信息安全,具有重要的意义。

GPS授时服务系统在气象业务中的应用

介绍了利用GPS的时间信息组建内部局域网的授时服务系统的方法:首先通过微控制器(MCU)将GPS接收器送出的二进制信息转换成各种不同的格式输出供服务器调用,然后通过基于网络时间协议的服务器/客户端时间校对软件,实现内部局域网计算机的自动对时。此外,针对GPS失锁或出现异常不可用的情况,提出了系统应对处理方法。

北斗卫星导航系统与GPS互备授时的分布式相量测量单元

我国自主开发的北斗卫星导航系统为同步相量测量的时钟源提供了一种新的选择。文章从卫星信号覆盖范围、用户容限、授时脉冲的同步性能等方面分析了将北斗授时应用于我国电力系统广域同步相量测量的可行性。使用北斗和GPS授时的同步相量测量的对比试验结果验证了北斗授时的有效性。在此基础上还研制了北斗与GPS互备授时的分布式相量测量单元。

GPS精密授时系统的研制

介绍了全球定位系统（ＧＰＳ）中授时原理和时间的解算方法，分析了基于ＧＰＳ时间精密授时系统的结构和实现技术，讨论了系统时间延迟和影响时间精度的主要因素及解决措施．