北斗实时百皮秒级单差时频同步方法

高精度时频传递与时间同步服务已成为全球导航卫星系统应用领域的研究热点,国内外学者围绕GNSS高精度时频同步模型算法及相关应用等方面开展了诸多研究。本文提出基于载波相位的差分高精度时间传递模型,实现基于北斗卫星导航系统的实时百皮秒级单差时频同步。以中国计量科学研究院的光纤链路为参考,北斗时间同步精度优于时频同步系统的实时秒脉冲时间同步精度优于100 ps;在7 d的测试时段内,链路的时间稳定度优于70 ps;链路频率万秒稳定度可达10-15量级,频率长期稳定度可达10-16量级。利用BDS进行单差时频同步的频率稳定度与GPS相当,对开展BDS在时频领域的下一步推广应用提供重要的参考意义。

基于CRA40产品的对流层延迟计算及对比分析

2020年12月中国首款全球大气再分析CRA40正式上线。本文瞄准CRA40在对流层延迟计算中的应用,首先探讨了利用CRA40采用射线追踪技术进行对流层延迟计算的方法,然后分别在全球范围231个IGS测站和中国区域213个陆态网测站处对2018年全年基于CRA40及ECMWF两款再分析资料(ERA-Interim和ERA5)获取的对流层天顶延迟和5°高度角斜路径延迟的精度进行了比较评估,并对中国区域CRA40天顶湿延迟(ZWD)和斜路径湿延迟(SWD)的精度变化规律进行了分析。结果表明:以GNSS天顶总延迟(ZTD)为参考的CRA40 ZTD偏差RMS在全球范围为1.39 cm,略优于ERA-Interim,在中国区域为1.41 cm,基本与ERA-Interim相当;以ERA5斜路径总延迟(STD)为参考的CRA40 STD偏差RMS在全球范围和中国区域分别为10.83和12.30 cm,同ERAI无明显差异;中国区域CRA40 ZWD和SWD精度与气候类型相关,季风气候区冬季ZWD和SWD精度明显优于夏季。

广域实时精密定位与时间服务系统

广域实时精密定位与时间服务已成为GNSS应用领域研究热点,目前国内外学者围绕其模型算法已展开大量的研究。本文重点论述广域实时精密定位与时间服务数据的处理方法和服务系统,给出了基于不同基准约束的卫星钟差解算数学模型,提出通过引入外接原子钟测站、标准时间源(UTC/BDT)等不同时间基准,构建卫星拟稳基准、外接原子钟跟踪站拟稳基准及标准时间源等约束下的钟差解算模型,分析了时间基准对精密单点定位和精密单点授时的影响。本文采用实时卫星轨道、钟差、相位偏差、电离层延迟等服务产品及跟踪站实时数据,验证了系统产品可靠性及终端定位与时间服务性能。实测结果表明:GPS轨道径向精度1.8 cm,钟差STD精度约0.05 ns;BDS-3轨道径向精度6.7 cm,钟差STD精度优于0.1 ns;GPS和BDS-2电离层改正精度分别为0.74 TECU与1.03 TECU。基于该产品实现了用户端PPP、PPP-RTK及PPT、PPT-RTK服务,满足了用户实时厘米级定位和优于0.5 ns的单站时间传递服务,当采用GPS+BDS-2 PPP-RTK解算时,平面收敛至5 cm约需要12 min。