[發明專利]基于GNSS共視時間比對算法的時間頻率傳遞方法及接收機

有效

• 申請號: 201710806383.5
• 申請日: 2017-09-08
• 公開（公告）號: CN107607971B
• 公開（公告）日: 2021-01-12
• 發明（設計）人: 程禹;吳限德;白文彬;韓華;翟華;謝亞恩;孫楚琦;路勝卓;陳衛東;倪蜂棋
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工程大學
• 主分類號: G01S19/42
• 分類號: G01S19/42;G01S19/32
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種基于GNSS共視時間比對算法的時間頻率傳遞方法及接收機，屬于衛星導航系統接收機時間比對技術領域，具體涉及到衛星定軌，信號傳播延遲修正和數據的后期處理等方面。共視時間比對算法中包括建立偽距觀測方程，對電離層延遲修正值、對流層時延修正值、地球自轉效應修正值進行建模，并對實時時間比對就結果進行濾波和事后處理；接收機硬件設計主要包括時頻單元、射頻單元、信號處理單元、監控單元，衛星定軌，信號傳播延遲修正和數據的后期處理。本發明優勢在于：第一，易于實現，共視法時間比對只需要讓被測量的接收機同時觀測一顆衛星即可實現時間比對；第二，加入多率Kalman濾波的時間比對相比于單純的共視時間比對算法精度更高。

技術領域

本發明屬于衛星導航系統接收機時間比對技術領域，具體涉及一種基于GNSS共視時間比對算法的時間頻率傳遞方法及接收機。

背景技術

目前時間頻率重要性越來越凸顯，主要體現在空間技術領域、計量領域等等，因此，越來越多的地方出現了使用時間頻率標準的需求。在定位導航精度不斷提高的背景下，高精度的時間同步已經成為各個GNSS衛星定位導航系統中的關鍵技術，是定位導航精度的重要保證。

時間比對算法是實現時間同步技術的關鍵，是確定不同地面接收機時間差的重要方法。目前現有的時間比對算法主要包括共視法時間比對、全視法時間比對、載波相位法時間比對等。

Allan和Weiss等人提出共視時間比對算法，Jung與Petit提出了全視時間比對算法。全視法時間比對需要多個接收機同時觀測多顆衛星，這對接收機和比對算法有較高要求；載波相位法雖然精度較高，但觀測器材的成本也相對較高，且算法復雜，不易實現。

發明內容

本發明的目的在于提供一種利用共視法實現接收機時間比對，并對比對結果進行事后處理以提高比對精度的基于GNSS共視時間比對算法的時間頻率傳遞方法及接收機。

本發明的目的是這樣實現的：

本發明公開了一種基于GNSS共視時間比對算法的時間頻率傳遞方法，GNSS共視時間比對算法的具體實現步驟包括：

(1)建立偽距觀測方程：不斷接收衛星播發的導航信號，根據接收的信號來計算不同位置地面接收機的時間差，通過時間比對算法建立偽距觀測方程；

(2)對電離層延遲修正值、對流層時延修正值、地球自轉效應修正值進行建模，確定衛星軌道位置和接收機位置；

(3)根據衛星軌道位置和接收機位置計算出衛星和接收機的真實距離；

(4)對實時時間進行比對得到兩地面接收機時間差，并對結果進行Kalman濾波和RTS事后處理。

對于一種基于GNSS共視時間比對算法的時間頻率傳遞方法，步驟(1)中所述的建立偽距觀測方程的基礎為偽距測量，其具體的實現方法為：

(1.1)GNSS系統在地球上不同位置設置多個地面接收機，這些接收機實時同步觀測同一顆GNSS衛星導航信號中的時標；

(1.2)將本地時鐘鐘面時與衛星時標信號解算出的衛星鐘面時作差，再乘以信號傳播速度，得到地面接收機與被觀測衛星的偽距值；

(1.3)將所得的偽距值通過互聯網進行傳遞；

(1.4)所建立的偽距觀測方程為：

ρ_j^(s)＝r_j+δt_uj-δt_j^(s)+I_j+T_j+ε_ρj