[发明专利]一种包含GNSS共视时间比对算法的时间频率传递接收机

权利要求书

1.一种包含GNSS共视时间比对算法的时间频率传递接收机，其特征在于：所述的GNSS共视接收机主要包括时频单元，射频单元，信号处理单元和监控单元四部分，其中，时频单元产生射频单元和信号处理单元所需要的时频信号，同时输出PPS信号；射频单元把经过天线模块处理的射频信号进行分离，经下变频及低噪声放大、AGC控制后，为信号处理单元提供满足一定信噪比(S/N)和幅度要求的中频信号；信号处理单元主要是完成导航信号的采样、捕获、跟踪、导航电文解调、伪距测量并上报各种观测量等任务；监控单元主要对观测数据进行传输和对各单元下发控制指令。

2.一种包含GNSS共视时间比对算法的时间频率传递接收机，其特征在于：所述的共视时间比对算法中包括建立伪距观测方程，延迟修正值的算法建模，对实时时间比对的结果进行Kalman滤波和RTS事后处理。

3.根据权利要求1所述的一种包含GNSS共视时间比对算法的时间频率传递接收机，其特征在于：所述的信号处理单元包括信号捕获模块、通道跟踪模块(含跟踪通道组和流程控制单元)和信息处理模块；捕获模块接收用户配置参数，根据不同的配置组合，完成所有频点的伪码捕获工作，该模块把所有频点的码速率和载波频率都设置成可配置的；跟踪通道模块包含伪码发生器、载波NCO、码NCO和累加器；信息处理模块接收信号处理单元提供的卫星观测量和导航电文，进行自主完好性检测，并对多系统不同的电文参数、时间系统、坐标系统进行统一，然后完成定位解算并输出结果。

4.根据权利要求2所述的一种包含GNSS共视时间比对算法的时间频率传递接收机，其特征在于：所述的建立伪距观测方程的过程如下，一个GNSS系统的位于地球上不同位置的多个地面接收机同时对同一颗本系统的GNSS卫星导航信号中的时标进行观测，并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，进而计算出地面接收机与被观测卫星的伪距值，下式为伪距观测方程

ρi(s)＝ri+δtui-δti(s)+Ii+Ti+ερi

ρj(s)＝rj+δtuj-δtj(s)+Ij+Tj+ερj (1)

式中，角标s代表卫星，角标u代表接收机，i和j代表不同的接收机。ρ(s)是接收机的伪距观测值，δt(s)为卫星钟差，I为电离层延时，T为对流层延时，r为接收机到卫星的真实距离，ερ为伪距观测噪声，在设计算法时可以忽略；

卫星到接收机的真实距离确定方式如下，卫星位置可依据卫星星历计算获得，接收机位置也是已知的，下式为r的表达式

r i = ( x i s - x u i ) 2 + ( y i s - y u i ) 2 + ( z i s - z u i ) 2 ]]>

r j = ( x j s - x u j ) 2 + ( y j s - y u j ) 2 + ( z j s - z u j ) 2 - - - ( 2 ) ]]>

式中，角标s代表卫星，角标d代表接收机，i和j代表不同接收机，xs,ys,zs为为卫星在地心地固坐标系中的坐标值，xu,yu,zu为接收机的位置坐标；

伪距观测方程推导出两地面接收机时间差的表达式为

δ u = ρ i _ L 2 - ρ j _ L 2 + γ 12 ρ j _ L 1 - γ 12 ρ i _ L 1 1 - γ 12 + r j - r i + T j - T i + ϵ i j - - - ( 3 ) ]]>

式中，角标L1和L2代表不同的信号，i和j代表不同的接收机，δu为两接收机时间差，ρ代表观测伪距，γ12为两信号频率比值的平方，r为卫星到接收机的真实距离，T为对流层延时修正值，εij为观测噪声。