[发明专利]一种基于北斗卫星导航系统的共视时间频率传递方法

说明书

技术领域

本发明涉及卫星导航应用领域，特别是涉及一种基于北斗卫星导航系统的共视时间频率传递方法。

背景技术

时间作为七个基本物理量之一，具有可以通过电磁波方式远程传播的特点。高精度时间传递是时频计量领域的重要研究方向。现有远程时间频率传递方式主要有GPS共视法，GPS载波相位法和卫星双向法。

GPS共视法以GPS卫星为媒介，在两个进行时间传递的站点利用GPS接收机采集比对数据，事后将两地数据交换处理，得到时间传递结果。这种方法是世界各国时频实验室应用最为普及的一种远程时间传递方法，成本低，数据处理技术简单成熟，但实时性较差。

GPS载波相位时间传递法也需要两个进行时间传递的站点通过测量型GPS接收机采集一定时长的GPS载波相位数据，利用IGS(International GNSS Service)15天后发布的精密星历和星钟数据，以及准确的天线相位中心坐标，进行复杂的数据后处理，得到各站时间与IGST的时差，从而完成站间的时间传递。这种方法数据处理算法复杂，并且需要等待IGS发布精密星历，因此也无法完成实时数据传递。

卫星双向时间传递法一般利用地球同步轨道通信卫星，在进行时间传递的两个站点通过卫星地面站和卫星双向时间比对调制解调器，进行时间的远程传递。由于电磁波双向传播路径的对称性，可以消除主要的时间比对误差，实时得到两地的时间传递结果。这种方法实时性好，指标高，但成本较高，需要两个进行时间传递的站点建立卫星地面站，并购买专用的双向时间比对调制解调器，同时租用卫星信道。

综上所述，GPS共视法和GPS载波相位法均无法完成实时的时间传递，而卫星双向时间传递法虽然可以完成实时时间传递，但设备复杂昂贵，卫星信道租赁费用很高。

因此，需要提供一种既能保证实时时间传递的质量，又能节约成本，使用简单的时间传递方法。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种基于北斗卫星导航系统的共视时间频率传递方法，以解决现有技术中利用GPS无法进行实时时间传递的问题。

为解决上述技术问题，本发明采用下述技术方案。

一种基于北斗卫星导航系统的共视时间频率传递方法，该方法步骤包括

S1、利用测量型北斗接收机接收卫星信号，采集接收机输出的卫星星历、伪距、星钟参数和大气传播延时参数等；

S2、根据步骤S1得到的数据，求得每个卫星星钟与本地时间之差的数据，并作为原始数据；

S3、利用步骤S2中的原始数据，并采用最小二乘法对数据进行线性拟合，得到每个卫星时间与本地时间在比对时段中点的时差；

S4、计算本地时间与北斗卫星导航系统的时间在比对时段中点的时差，并作为本地共视结果；

S5、用户站之间通过北斗卫星通信系统进行本地数据交换，并计算两用户站之间的钟差和相对频差。

优选的，所述步骤S1中钟差参数包括电文数据、延迟数据和卫星高度角数据。

优选的，所述步骤S3中对原始数据进行粗差剔除和平滑滤波。

优选的，所述步骤S4中利用将每个卫星的数据按卫星种类和卫星高度角进行加权平均的方法得到比对时间内中点处的本地时间与北斗卫星导航系统的时间之差。

优选的，利用公式计算相对权重，其中，W_PRNi为第i号卫星时差数据的相对权重，E_PRNi为第i号卫星高度角。

6、根据权利要求1所述的共视时间频率传递方法，其特征在于，利用公式计算两站频率标准在τ时间段内的平均相对频率偏差，其中ΔT_AB(t_i)为在某一时刻t_i测得A、B两站时差，ΔT_AB(t_i+τ)为t_i+τ时刻测得A、B两站的时差。

优选的，该方法进一步包括积累地球静止轨道卫星比对数据样本，对时间比对进行优化。

本发明的有益效果如下：

本发明所述技术方案可克服利用GPS传递时间的依赖性，通过北斗卫星导航系统实现精准的时间传递；本方法不需要高成本的硬件支持，易于操作，可长时间自动运行，极大的降低了劳动力和使用成本。

附图说明

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明；

图1示出本发明所述的一种基于北斗卫星导航系统的共视时间频率传递方法的示意图；

图2示出本实施例的工作原理示意图。

具体实施方式