[发明专利]基于GNSS共视时间比对算法的时间频率传递方法及接收机

说明书

本发明公开了一种基于GNSS共视时间比对算法的时间频率传递方法及接收机，属于卫星导航系统接收机时间比对技术领域，具体涉及到卫星定轨，信号传播延迟修正和数据的后期处理等方面。共视时间比对算法中包括建立伪距观测方程，对电离层延迟修正值、对流层时延修正值、地球自转效应修正值进行建模，并对实时时间比对就结果进行滤波和事后处理；接收机硬件设计主要包括时频单元、射频单元、信号处理单元、监控单元，卫星定轨，信号传播延迟修正和数据的后期处理。本发明优势在于：第一，易于实现，共视法时间比对只需要让被测量的接收机同时观测一颗卫星即可实现时间比对；第二，加入多率Kalman滤波的时间比对相比于单纯的共视时间比对算法精度更高。

技术领域

本发明属于卫星导航系统接收机时间比对技术领域，具体涉及一种基于GNSS共视时间比对算法的时间频率传递方法及接收机。

背景技术

目前时间频率重要性越来越凸显，主要体现在空间技术领域、计量领域等等，因此，越来越多的地方出现了使用时间频率标准的需求。在定位导航精度不断提高的背景下，高精度的时间同步已经成为各个GNSS卫星定位导航系统中的关键技术，是定位导航精度的重要保证。

时间比对算法是实现时间同步技术的关键，是确定不同地面接收机时间差的重要方法。目前现有的时间比对算法主要包括共视法时间比对、全视法时间比对、载波相位法时间比对等。

Allan和Weiss等人提出共视时间比对算法，Jung与Petit提出了全视时间比对算法。全视法时间比对需要多个接收机同时观测多颗卫星，这对接收机和比对算法有较高要求；载波相位法虽然精度较高，但观测器材的成本也相对较高，且算法复杂，不易实现。

发明内容

本发明的目的在于提供一种利用共视法实现接收机时间比对，并对比对结果进行事后处理以提高比对精度的基于GNSS共视时间比对算法的时间频率传递方法及接收机。

本发明的目的是这样实现的：

本发明公开了一种基于GNSS共视时间比对算法的时间频率传递方法，GNSS共视时间比对算法的具体实现步骤包括：

(1)建立伪距观测方程：不断接收卫星播发的导航信号，根据接收的信号来计算不同位置地面接收机的时间差，通过时间比对算法建立伪距观测方程；

(2)对电离层延迟修正值、对流层时延修正值、地球自转效应修正值进行建模，确定卫星轨道位置和接收机位置；

(3)根据卫星轨道位置和接收机位置计算出卫星和接收机的真实距离；

(4)对实时时间进行比对得到两地面接收机时间差，并对结果进行Kalman滤波和RTS事后处理。

对于一种基于GNSS共视时间比对算法的时间频率传递方法，步骤(1)中所述的建立伪距观测方程的基础为伪距测量，其具体的实现方法为：

(1.1)GNSS系统在地球上不同位置设置多个地面接收机，这些接收机实时同步观测同一颗GNSS卫星导航信号中的时标；

(1.2)将本地时钟钟面时与卫星时标信号解算出的卫星钟面时作差，再乘以信号传播速度，得到地面接收机与被观测卫星的伪距值；

(1.3)将所得的伪距值通过互联网进行传递；

(1.4)所建立的伪距观测方程为：

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