[發明專利]一種提高岸船時間比對精度的方法

有效

• 申請號: 201911104953.1
• 申請日: 2019-11-13
• 公開（公告）號: CN111060937B
• 公開（公告）日: 2022-09-30
• 發明（設計）人: 梁盛;藤曉云;毛南平;潘高峰;李金輝;孫曉東;張錚;曾藍輝
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍63686部隊
• 主分類號: G01S19/25
• 分類號: G01S19/25
• 代理公司: 江陰市輕舟專利代理事務所(普通合伙) 32380
• 代理人: 孫燕波

1.一種提高岸船時間比對精度的方法，其特征在于：所述方法包括以下步驟：

步驟一、建立衛星雙向時間比對系統

比對系統由可相互通信的海基平臺和固定站組成，分別包括原子鐘、時間間隔計數器、數據采集計算機、專用Modem和衛星通信系統；

其中：

原子鐘用于保持本地時間，由多臺獨立的高性能原子鐘組成，其中一臺原子鐘作為主鐘，用來控制對時信號的發送；

時間間隔計數器用于測量本地原子鐘輸出的標準秒信號與Modem輸出的對方標準秒信號之間的時差；

數據采集計算機負責保存時間間隔計數器送來的時差數據，進行處理，并對測量結果進行分析；

專用Modem用于將本地原子鐘產生的標準秒信號調制成中頻信號，經上變頻器變換為同步衛星的上行頻率，最后經功率放大器和天線發送至同步衛星，衛星轉發器將信號變成下行頻率，向對方發送；

衛星通信系統包括發射通道、接收通道和天線，發射通道將調制的標準秒信號經天線發給對方，接收通道接收對方的標準秒信號送專用Modem，解調出時間基準信號；

步驟二、建立衛星雙向時間比對誤差修正模型

以船載衛通站天線方位軸與俯仰軸的交點為原點建立直角坐標系，z軸垂直于過原點的水平面，指向天空方向，x軸位于過原點的水平面內，指向船艏方向，y軸垂直于x軸，并與x軸和z軸構成右手坐標系，以船載衛通站天線方位軸與俯仰軸的交點為原點，以天線指向衛星的矢徑為z′軸，x′位于垂直于z′軸的平面內，與天線俯仰軸垂直，指向天線向下運動的方向，y′軸與天線俯仰軸平行，并與x′軸和z′軸構成右手坐標系，可以得到海基平臺衛通天線相位中心至同步通信衛星間的徑向距離變化為：

上式就是海基平臺在動態條件下通過同步衛星進行雙向時間比對時，由于海基平臺船體運動導致雙向對時信號傳播路徑不對稱，所給出的衛星雙向對時誤差數學模型，其中為對時信號發射時刻船載衛通天線相位中心與同步通信衛星間的距離矢量，而其中為海基平臺水平和垂直運動所引起的矢量變化，Δz′為在直角坐標系ox′y′z′的z′軸上的分量，ψ為與坐標軸z′的夾角；按照運動平臺衛星雙向時間比對誤差模型進行誤差修正，無法完全消除因平臺垂直運動所引入的比對誤差，采用差分法進行修正，通過歷史觀測數據來估算當前比對周期內星船間距離變化的平均速率，也就是間接估算運動平臺的平均速度在平臺與衛星連線上的投影量，以下為采用差分法計算運動平臺衛星雙向時間比對誤差的估算公式：

其中：r_A為海基平臺與衛星間的距離，dr_A為r_A的變化率，為海基平臺與地面站間衛星鏈路自由空間的傳播時延，T_A為地面固定站A的計數器測量值，T_B為地面固定站B的計數器測量值，T為地面固定站A或B時間信號發射周期，C為光速。