[發明專利]一種微基站中心站的時間同步處理方法

在審

• 申請號: 201710123914.0
• 申請日: 2017-03-03
• 公開（公告）號: CN106877965A
• 公開（公告）日: 2017-06-20
• 發明（設計）人: 甘興利;蔚保國;張衡;李雅寧;祝瑞輝
• 申請（專利權）人: 中國電子科技集團公司第五十四研究所
• 主分類號: H04J3/06
• 分類號: H04J3/06;H04L7/00;H04B7/185
• 代理公司: 河北東尚律師事務所13124
• 代理人: 王文慶

技術領域

本發明涉及衛星導航地基增強技術領域，特別是一種微基站時間同步處理方法。

背景技術

微基站是一種地面導航信號發射設備，用于支持和增強空間衛星導航系統的服務能力。并可與空間導航衛星的組合應用，即若干微基站加上不滿足定位條件(小于4顆)的空間GPS、北斗等導航衛星，可實現星地組合定位模式，能夠解決由于地理環境影響造成的可視導航衛星數不足、幾何構成不佳、信號電平過低等問題而不能實現連續無縫導航定位以及定位精度較低的情況。但為了實現這種星地同步工作，微基站中心站保證各轉發單元的時間高精度同步的是一個亟待解決的技術問題。

目前，微基站系統的時間同步主要采用接收機單向授時法，通過輸出與空間導航衛星時間同步的1PPS信號(精度50ns)對微基站信號產生器進行觸發，最后利用觸發脈沖的上升沿產生與空間導航衛星同步的微基站導航信號，但它需要接收機配備脈沖信號產生與調相單元，增加了硬件成本和技術難度，且星地時間同步精度不高。本專利提供了一種數字化處理的微基站與空間導航衛星時間同步的方法，該方法通過計算得到微基站系統時間與衛星導航系統的星地同步鐘差，把該偏差進行精細化處理，生成電文控制字、微基站信號相位控制字和微基站電文鐘差修正參數，從而實現微基站與空間導航衛星的高精度時間同步。

發明內容

本發明的目的是：針對單向授時接收機同步方法的硬件成本高、同步精度低缺陷，設計了一種微基站時間同步處理方法，有效地解決地面微基站系統內和微基站與空間北斗/GPS導航衛星之間時間基準的高精度時間同步問題。

為了達到上述目的，本發明采用的技術方案為：

一種微基站中心站的時間同步處理方法，包括以下步驟：

①微基站中心站以觸發脈沖為時間基準生成多路轉發信號，并分別將多路轉發信號對應發送給多個導航/導頻信號轉發單元；

②每個導航/導頻信號轉發單元分別將接收到的轉發信號進行變頻生成導航信號，并將導航信號發送給監測接收機；

③監測接收機同時接收多個導航/導頻信號轉發單元發出的導航信號，根據導航信號分別計算出監測接收機與微基站中心站之間各路信號的傳輸距離值；根據各路信號的傳輸距離值分別計算監測接收機與微基站中心站之間各路信號的傳遞時間差的偏差；

④監測接收機分別將各路信號的傳遞時間差的偏差與設定閾值進行比較，找出各路信號中傳遞時間差的偏差大于閾值的信號，作為待調整信號；

⑤監測接收機分別對待調整信號的傳遞時間差的偏差進行計算，得到待調整信號的粗鐘差控制字和精鐘差參數，將待調整信號的粗鐘差控制字發送給微基站中心站，將待調整信號的精鐘差參數寫入微基站中心站電文；

⑥微基站中心站根據粗鐘差控制字和精鐘差參數進行調整；

完成微基站中心站的時間同步處理。

其中，步驟③中根據各路信號傳輸距離值分別計算監測接收機與微基站中心站之間各路信號的傳遞時間差的偏差，具體包括以下步驟：

(301)建立偽距測量方程：

其中：ρ_i為監測接收機與微基站中心站之間各路信號的傳輸距離值；Δt_s為微基站中心站硬件延遲，R_i為微基站中心站到第i個導航/導頻信號轉發單元的轉發信號傳輸延遲，τ_i為第i個導航/導頻信號轉發單元的硬件延遲；為第i個導航/導頻信號轉發單元到監測接收機的傳輸延遲；Δt_r為監測接收機的接收時間誤差；為第i路信號在監測接收機產生的噪聲偏差，i＝1,2,3...n；

(302)根據偽距測量方程計算微基站中心站各路信號傳遞時間差的偏差Δt：

其中，步驟⑤中粗鐘差控制字包括電文幀控制字、電文字控制字、電文字數據位、擴頻碼控制字和擴頻碼片控制字；其中，

電文幀控制字N1＝求整數(Δt/電文幀長度)；

電文字控制字N2＝求整數[(Δt-N1*電文幀長度)/電文字長]；

電文字數據位N3＝求整數[(Δt-N1*電文幀長度-N2*電文字長)/電文數據位長]；

鐘差剩余量Δdt1＝Δt-N1*電文幀長度-N2*電文字長-N3*電文數據位長；

擴頻碼控制字N4＝求整數(Δdt1/擴頻碼長)；

擴頻碼片控制字N5＝求整數[(Δdt1-N4*擴頻碼長)/碼片長]。

其中，步驟⑤中精鐘差參數包括時鐘偏差a0、時鐘偏移a1和時鐘偏移率a2；