[發(fā)明專利]一種基于單點偽距歸算的時間同步運動時延修正方法及應用

在審

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• 申請日: 2019-12-28
• 公開（公告）號: CN111045032A
• 公開（公告）日: 2020-04-21
• 發(fā)明（設計）人: 白燕;盧曉春;郭燕銘;韓子彬
• 申請（專利權）人: 中國科學院國家授時中心
• 主分類號: G01S19/03
• 分類號: G01S19/03;G01S19/40;G01S19/24;G01S19/25
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 孟大帥

本發(fā)明公開了一種基于單點偽距歸算的時間同步運動時延修正方法及應用，其中，衛(wèi)星1和衛(wèi)星2進行時分體制的雙向測距和時間同步，已知衛(wèi)星1的高精度軌道和速度信息，衛(wèi)星2的運行速度較大且不具備精確軌道和速度信息，將衛(wèi)星2的接收時刻和發(fā)射時刻歸算至同一時刻，獲得單點偽距歸算中的運動時延修正項；根據(jù)雙向時間同步的原理和所述運動時延修正項，解算獲得鐘差。本發(fā)明的修正方法，在一方用戶不具有速度和高精度位置信息的支持時仍能夠實現(xiàn)高動態(tài)環(huán)境下的雙向時間同步解算。本發(fā)明的修正方法，可得到優(yōu)于0.1ns的時間同步結果。

技術領域

本發(fā)明屬于衛(wèi)星導航領域以及數(shù)據(jù)處理技術領域，特別涉及一種基于單點偽距歸算的時間同步運動時延修正方法及應用。

背景技術

星間鏈路技術目前已經成為衛(wèi)星導航以及深空科學領域的研究熱點，利用星間鏈路技術，衛(wèi)星之間可以建立相互的聯(lián)系，實現(xiàn)測距和通信的功能，并進一步實現(xiàn)衛(wèi)星之間的自主定軌以及自主時間同步等功能。

衛(wèi)星之間實現(xiàn)時間同步的過程中，一般采取雙向測量技術可以取得較高的時間同步精度；由于衛(wèi)星之間存在相對運動，尤其是在高動態(tài)環(huán)境下，衛(wèi)星雙方之間的相對運動速度較大時，會產生由于相對運動引起的時延誤差，造成同步精度的降低。一般來說，運動時延誤差在衛(wèi)星雙方的速度和位置等信息均已知的情況下，可以通過一定的方法將該項誤差去除；但是當有一方衛(wèi)星的運動速度較高，且不能準確得知該衛(wèi)星的速度和位置信息時，目前常用的方法就無法將該項運動誤差除掉，從而影響到最終的時間同步性能。

國內外關于動態(tài)環(huán)境下的雙向時間同步方法雖然也取得了一些成果，比如文獻[1]中將TWRTT(Two-way Ranging and Time Transmit)雙向測距和時間同步技術擴展至動態(tài)環(huán)境，使其適用于BD2衛(wèi)星之間時間同步，但是該算法需要提供衛(wèi)星雙方的速度等信息，僅適用于類似北斗衛(wèi)星等具有星歷支持的情況。文獻[2]提出了一種利用星間偽距擬合多項式和鐘差擬合多項式聯(lián)合求解星間鐘差的衛(wèi)星動態(tài)雙向時間同步算法，時間同步誤差控制在5ns以內，但是要求雙向同步的時間段相對于最小星間距離出現(xiàn)的時刻基本對稱,在實際使用時會受到數(shù)據(jù)范圍的限制。當時間同步的用戶為相對運動速度更高的衛(wèi)星或其他航天器，如低軌空間站等，且這些航天器難以保證精確的位置和速度信息支持時，前述已有的時間同步算法會受到一定限制。

綜上，亟需一種新的高動態(tài)環(huán)境下星間時間同步運動誤差修正方法。

參考文獻

[1]Huang Bo,Hu Xiulin.Inter-satellite ranging and timesynchronization technique for BD2[J].Journal of Astronautics,2011,32(6):1271-1275(黃波,胡修林.北斗2導航衛(wèi)星星間測距與時間同步技術[J].宇航學報,2011,32(6):1271-1275.

[2]Huang Feijiang,Lu Xiaochun,Wu Haitao,et al.An Algorithm of DynamicTwo-way Time Transfer Based on Intersatellite Range Variation[J].Geomaticsand Information Science of Wuhan University,2010,35(1):13-16(黃飛江,盧曉春,吳海濤,等.基于星間距離變化的動態(tài)雙向時間同步算法[J].武漢大學學報·信息科學版,2010,35(1):13-16).

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的在于提供一種基于單點偽距歸算的時間同步運動時延修正方法及應用，用于在空間高動態(tài)環(huán)境下衛(wèi)星之間實現(xiàn)時間同步過程中對由于相對高速運動引起的時延誤差進行修正處理，解決當一方衛(wèi)星沒有完整星歷支持時的雙向時間同步結果的解算問題。本發(fā)明的修正方法，在一方用戶不具有速度和高精度位置信息的支持時仍能夠實現(xiàn)高動態(tài)環(huán)境下的雙向時間同步解算。