[發(fā)明專利]基于PPP的精密衛(wèi)星星歷時間基準(zhǔn)穩(wěn)定度評估方法及系統(tǒng)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202210599663.4
• 申請日: 2022-05-30
• 公開（公告）號: CN114755702A
• 公開（公告）日: 2022-07-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 辜聲峰;左鴻銘;郭文飛;龔曉鵬
• 申請（專利權(quán)）人: 武漢大學(xué)
• 主分類號: G01S19/23
• 分類號: G01S19/23
• 代理公司: 武漢科皓知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 42222
• 代理人: 嚴(yán)彥

本發(fā)明提供一種基于PPP的精密衛(wèi)星星歷時間基準(zhǔn)穩(wěn)定度評估方法及系統(tǒng)，包括使用外接原子鐘組頻率源的IGS觀測站的觀測數(shù)據(jù)與不同分析中心的實(shí)時產(chǎn)品進(jìn)行事后PPP處理，得到不同分析中心產(chǎn)品對應(yīng)的觀測站單站授時結(jié)果；選取一個測站作為中心測站，進(jìn)行站間時間同步，得到時間同步結(jié)果；計(jì)算單站授時與站間時間同步結(jié)果的重疊Allan方差，將Allan方差結(jié)果線性組合，分離產(chǎn)品基準(zhǔn)穩(wěn)定度與PPP估計(jì)噪聲穩(wěn)定度。本發(fā)明可僅使用PPP技術(shù)通過數(shù)據(jù)處理統(tǒng)計(jì)分析實(shí)現(xiàn)，無需硬件設(shè)備；通過PPP技術(shù)與Allan方差結(jié)果的線性組合，即可得到PPP產(chǎn)品的時間基準(zhǔn)穩(wěn)定度，為授時接收機(jī)的PPP產(chǎn)品選擇提供參考。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)(Global Navigation Satellite System,GNSS)技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種基于精密單點(diǎn)定位技術(shù)(Precise Point Positioning,PPP)的精密衛(wèi)星星歷時間基準(zhǔn)穩(wěn)定度的評估方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)

全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)(GNSS)是一種星基無線電定位系統(tǒng)，主要包括美國全球定位系統(tǒng)(Global Positioning System，GPS)、中國的北斗(BDS)、俄羅斯的格洛納斯(GLONASS)，以及歐洲的伽利略(Galileo)四大系統(tǒng)。在授時領(lǐng)域，利用GNSS接收機(jī)進(jìn)行授時具有精度高、成本低和穩(wěn)定等特點(diǎn)，授時接收機(jī)將在授時領(lǐng)域得到越來越廣泛的運(yùn)用。

GNSS授時接收機(jī)進(jìn)行單向授時，其精度取決于衛(wèi)星星歷產(chǎn)品的精度。使用偽距單點(diǎn)定位技術(shù)，結(jié)合廣播星歷，其鐘差的估計(jì)精度在20ns左右，單向授時精度在20ns～50ns；使用PPP技術(shù)，其鐘差的估計(jì)精度在0.2ns左右，授時精度小于2ns。GNSS授時接收機(jī)使用實(shí)時PPP數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時高精度單向授時，避免了傳統(tǒng)PPP產(chǎn)品發(fā)布延遲的缺點(diǎn)。這種授時接收機(jī)從網(wǎng)絡(luò)端接收到的實(shí)時衛(wèi)星鐘差改正數(shù)信息，其輸出的時頻信號短期穩(wěn)定度取決于本地晶振或者原子鐘，長期穩(wěn)定度取決于接收的衛(wèi)星改正數(shù)產(chǎn)品時間基準(zhǔn)穩(wěn)定度。不同分析中心播發(fā)的實(shí)時PPP改正數(shù)具有不同的時間基準(zhǔn)穩(wěn)定度，對不同分析中心的產(chǎn)品時間基準(zhǔn)穩(wěn)定度進(jìn)行評估，可以為GNSS授時接收機(jī)運(yùn)行時對實(shí)時PPP產(chǎn)品的選擇提供參考，從而輸出長期穩(wěn)定度更好的時頻信號。但是，本領(lǐng)域當(dāng)前還缺乏有效的評估技術(shù)手段。

發(fā)明內(nèi)容

針對基于PPP技術(shù)的GNSS授時接收機(jī)，其接收到的實(shí)時PPP產(chǎn)品的時間基準(zhǔn)穩(wěn)定度會影響到其輸出的時頻信號穩(wěn)定度的情況。本發(fā)明提供了一種適用于基于PPP技術(shù)的精密衛(wèi)星星歷時間基準(zhǔn)穩(wěn)定度的評估方案，通過對不同分析中心產(chǎn)品的后處理，進(jìn)行模擬單向授時與站間時間同步，進(jìn)而計(jì)算出不同分析中心產(chǎn)品的時間基準(zhǔn)穩(wěn)定度。與傳統(tǒng)的基于PPP單向授時的時間基準(zhǔn)穩(wěn)定度評估相比，本發(fā)明進(jìn)一步的剔除了其中的PPP估計(jì)噪聲穩(wěn)定度，使得到的結(jié)果更具參考性。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用如下的技術(shù)方案：

一種基于PPP的精密衛(wèi)星星歷時間基準(zhǔn)穩(wěn)定度評估方法，包括以下步驟：

步驟S1，使用外接原子鐘組頻率源的IGS觀測站的觀測數(shù)據(jù)與不同分析中心的實(shí)時產(chǎn)品進(jìn)行事后PPP處理，得到不同分析中心產(chǎn)品對應(yīng)的觀測站單站授時結(jié)果；選取一個測站作為中心測站，進(jìn)行站間時間同步，得到時間同步結(jié)果；

步驟S2，計(jì)算單站授時與站間時間同步結(jié)果的重疊Allan方差，將Allan方差結(jié)果線性組合，分離產(chǎn)品基準(zhǔn)穩(wěn)定度與PPP估計(jì)噪聲穩(wěn)定度，實(shí)現(xiàn)方式包括以下子步驟，

步驟S2.1，計(jì)算鐘差序列的Allan方差，包括將此Allan方差看作產(chǎn)品時間基準(zhǔn)的穩(wěn)定度與PPP估計(jì)噪聲的線性組合；

步驟S2.2，計(jì)算時間同步結(jié)果序列的Allan方差，包括將每個觀測站的PPP估計(jì)噪聲視為具有相同噪聲水平系數(shù)與成分，則將此Allan方差看作是系數(shù)為2的PPP估計(jì)噪聲Allan方差的線性組合；