北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)授時性能評估研究.pdf

1、授時是衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)一個非常重要的功能,實現(xiàn)授時服務(wù)的前提是解決時間的測量與同步問題,這就需要將衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)各個部分的時鐘都統(tǒng)一到一個公共的時間標(biāo)準(zhǔn)上,因此,衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)對時間的要求可歸結(jié)為時間的同步比對問題。根據(jù)國際電聯(lián)(ITU)的授時系統(tǒng)發(fā)播標(biāo)準(zhǔn),授時系統(tǒng)時間和標(biāo)準(zhǔn)時間UTC之間的偏差應(yīng)維持在100ns以內(nèi),所以,衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的系統(tǒng)時間首先要溯源到標(biāo)準(zhǔn)時間并保持良好性能,才能進(jìn)一步為用戶提供高精度的授時服務(wù)。
　　本文在深入學(xué)習(xí)

2、衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)授時理論和系統(tǒng)時間評估方法的基礎(chǔ)上,對其中的關(guān)鍵技術(shù)和相關(guān)算法進(jìn)行研究,針對北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的系統(tǒng)時間性能和授時服務(wù)展開了詳細(xì)的評估測試試驗?？傮w來說,論文的主要研究內(nèi)容概括如下:
　　(1)闡述時間頻率傳遞技術(shù)與授時服務(wù)的研究背景,分析授時技術(shù)的發(fā)展歷程與現(xiàn)狀,并討論系統(tǒng)時間對于衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)尤其是授時服務(wù)的重要意義。
　　(2)介紹衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)中所涉及到的幾種重要的時間系統(tǒng),說明衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的授時方法及其基本工

3、作原理,詳細(xì)地研究了有關(guān)時間傳遞與授時過程中需考慮的誤差來源,并討論相應(yīng)的修正方法或解決辦法。
　　(3)重點研究北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的系統(tǒng)時間性能評估方法,詳細(xì)闡述 GPS共視(GPS CV)、北斗共視(BD CV)和雙向衛(wèi)星時間頻率傳遞(TWSTFT)三種方法的工作原理,比較分析各種方法的優(yōu)缺點。基于這三種方法獲得北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)(BDS)的系統(tǒng)時間BDT與國家標(biāo)準(zhǔn)時間UTC(NTSC)的時差值,經(jīng)過剔除粗差、誤差修正、平滑濾波等

4、處理,得到準(zhǔn)確的相對時差值,主要對處理過程中的Kalman濾波和Vondrak平滑方法進(jìn)行詳細(xì)研究并分析各自的特點。
　　(4)通過試驗分析評估北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)時間性能,主要從頻率準(zhǔn)確度、頻率漂移率及頻率穩(wěn)定度三個指標(biāo)分析比較試驗結(jié)果,結(jié)果表明,BDT相對于UTC(NTSC)的最大時差值為86ns,不同方法的頻率準(zhǔn)確度結(jié)果平均值小于3×10-14,頻率漂移率均小于4×10-14,以及頻率穩(wěn)定度均小于5×10-14/天。