[发明专利]一种基于单点伪距归算的时间同步运动时延修正方法及应用

权利要求书

1.一种基于单点伪距归算的时间同步运动时延修正方法，卫星1和卫星2进行时分体制的双向测距和时间同步，已知卫星1的高精度轨道和速度信息，卫星2的运行速度较大且不具备精确轨道和速度信息，其特征在于，将卫星2的接收时刻和发射时刻归算至同一时刻，获得单点伪距归算中的运动时延修正项；根据双向时间同步的原理和所述运动时延修正项，解算获得钟差。

2.根据权利要求1所述的一种基于单点伪距归算的时间同步运动时延修正方法，其特征在于，所述卫星1的高精度轨道和速度信息，指由卫星广播星历提供并解算出的卫星1的位置和速度信息，位置精度能够达到m级，速度精度能够达到1mm/s量级；

所述卫星2的运行速度较大且不具备精确轨道和速度信息中，运行速度较大是指卫星2相对卫星1的速度大；不具备精确轨道和速度信息是指不能由卫星广播星历提供并解算出卫星的位置和速度信息。

3.根据权利要求1所述的一种基于单点伪距归算的时间同步运动时延修正方法，其特征在于，所述将卫星2的接收时刻和发射时刻归算至同一时刻，获得单点伪距归算中的运动时延修正项，具体包括：

通过拉格朗日插值法或幂多项式拟合法进行历元归算，获得卫星2的单点伪距值，用于实现将伪距归算至卫星2在收到信号的同时向对方发射信号；利用获得的卫星2的单点伪距值，计算获得单点伪距归算中的运动时延修正项。

4.根据权利要求3所述的一种基于单点伪距归算的时间同步运动时延修正方法，其特征在于，S1代表卫星1，S2代表卫星2；设定S1在t₀时刻发出测距信号，S2在t₁时刻接收到S1发射的测距信号，同时S2在t₁时刻向S1发射测距信号，S1在t₂时刻收到S2发出的信号；

为单点伪距归算中的运动时延修正项；

式中，l_S2S1′为t₁时刻S2与S1之间的瞬时几何距离，S1在地心惯性坐标系下的位置矢量、速度矢量和加速度矢量分别表示为和S2在地心惯性坐标系下的位置矢量为

5.根据权利要求4所述的一种基于单点伪距归算的时间同步运动时延修正方法，其特征在于，运动误差修正后的卫星钟差解算公式为，

T1＝τ_T2+τ₂₁+τ_R1+Δt+τ_rel-21+δ₁，

T2＝τ_T1+τ₁₂+τ_R2-Δt+τ_rel-12+δ₂，

式中，T1、T2分别为卫星1和卫星2端得到的观测伪距，Δt表示卫星1和卫星2间的钟差，τ_T1、τ_T2分别表示卫星1和卫星2的设备发射时延，τ_R1、τ_R2分别表示卫星1和卫星2的设备接收时延，τ₂₁表示信号从卫星2到卫星1的空间传播时延，τ₁₂表示信号从卫星1到卫星2的空间传播时延；τ_rel-21、τ_rel-12表示由于相对论效应以及对流层、电离层等引起的附加空间传播时延，δ₁、δ₂表示卫星1和卫星2的测量噪声。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的一种基于单点伪距归算的时间同步运动时延修正方法，其特征在于，对钟差进行拟合，求拟合残差的RMS值作为衡量时间同步性能的参数。

7.根据权利要求6所述的一种基于单点伪距归算的时间同步运动时延修正方法，其特征在于，所述修正方法，能够得到优于0.1ns的时间同步结果。

8.一种权利要求1至7中任一项所述的时间同步运动时延修正方法的应用，其特征在于，在空间高动态环境下卫星之间实现时间同步过程中，用于对由于相对高速运动引起的时延误差进行修正处理。