飞行自组织网的全双工双向时间传递技术研究

针对飞行自组网(FANET)中节点间相对运动导致双向时间传递精度下降的问题,该文提出一种全双工双向时间传递(TWTT)方法。首先,根据全双工双向时间传递过程构造了需要求解的方程组,推导了单次时间传递的同步误差表达式;然后,分析了在无频偏和有频偏条件下,迭代进行全双工双向时间传递的收敛性;最后,通过仿真分析和实验验证比较了全双工双向时间传递方法和传统双向时间传递方法的性能。仿真和实验结果表明,全双工双向时间传递方法在节点高速机动下,时间同步精度可达到与物理层时间戳相同的精度,优于现有的运动补偿方法。

应用双向时间传递的重力卫星时标误差自主测量

星间时标误差的自主测量对于中国自主研发地球重力卫星具有重要意义.提出利用双向时间传递法实现重力卫星时标误差的自主测量,设计了测量方案,建立了包含卫星运动导致的链路非对称、电离层效应、设备零值以及随机测时误差在内的测量模型.结合地球重力卫星相关特性,分析了时标误差测量中各误差源的影响及相应的误差校正方法.以GRACE重力卫星为例,利用提出的方法和校正措施,星间时标误差自主测量精度可以达到0.62 ns,其中误差主要来自系统零值标定误差和随机测时误差.

基于FPGA的数字复接系统的同步技术研究

针对数据大容量通信时常因同步问题而面临失败的问题,分析了数字复接系统工作原理,探究了收发端高精度时钟基准同步方法在时钟校正的应用,以及位同步和帧同步的典型同步技术,并利用FPGA仿真验证了数据复接过程。数据通信依赖于收发端同步技术的建立,认为将收发端时钟同步、位同步、帧同步应用在复接系统的不同部分,能够共同作用以实现收发端数据传输的同步。卫星双向时间比对法能够有效校准收发端的高精度时钟,校准精度优于0.5 ns;数字锁相法能够自动将收发端时钟校准到同频同相的状态,有效实现位同步;在每个数据帧当中加入帧同步信号可以使收发端自动判断每一帧的数据传输状态。FPGA技术为数据仿真提供良好平台,利用其完成了过零信号的提取和数据帧同步的复接的仿真,达到预期效果。

BDS卫星精密钟差性能综合评定

为了进一步服务于北斗卫星导航系统(BDS)的精确导航、定位和授时,对BDS卫星的高精度钟差数据进行综合评定:分析星地双向时间比对(TWTT)及精密定轨与时间同步(ODTS)2种卫星钟差确定方法的特点与差异;然后从卫星钟差数据的连续性、内符合精度、外符合精度以及计算得到的时域稳定度4个方面,对国际全球卫星导航系统服务组织(IGS)分析中心提供的BDS ODTS卫星钟差和TWTT卫星钟差的数据质量进行分析和讨论。分析认为,IGS不同分析中心的数据缺失率规律相似,但是德国地学研究中心(GFZ)的缺失率最高,欧洲定轨中心(CODE)的缺失率相对较低;TWTT精密卫星钟差的内符合精度最高,数据拟合精度即均方根(RMS)为0.37 ns,CODE、GFZ、武汉大学GNSS中心(WHU)钟差产品受到定轨误差等其他因素的影响,其拟合精度相对较低,RMS值分别为0.53、0.71、0.65 ns;4种精密星钟产品的天稳定度指标均到达1×10^-14量级,但TWTT结果所反映的噪声特性与3个分析中心的产品略有不同。