[发明专利]基于直发与转发信号的区域高精度授时与校频方法

摘要

本发明公开了基于直发与转发信号的区域高精度授时与校频方法，首先将基准时钟放置于地面站，发出上行信号至浮空器载体，浮空器载体一方面转发该上行信号给请求授时载体作为转发信号，另一方面直接发射信号给请求授时载体作为直发信号；直发和转发信号共时钟源；请求授时载体进行如下操作：接收直发与转发信号，跟踪得到同一历元时刻的直发和转发信号的载波信号频率信息，组合解算得到本地时钟频率误差，然后修正本地时钟，最后利用本地频率信号与接收机1PPS信号进行驯钟处理，得到高精度的1PPS授时信号和频率信号。该方法能够实现地面基准高稳时钟源向高精度授时载体的高精度直接传递，并基于该高精度时钟提升本地授时与校频的精度。

主权项

1.基于直发与转发信号的区域高精度授时与校频方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤一：将基准时钟放置于地面站，地面站发出上行信号至浮空器载体，浮空器载体一方面转发该上行信号给请求授时载体作为转发信号，另一方面直接发射信号给请求授时载体作为直发信号；所述直发信号和转发信号在浮空器载体上共时钟源；步骤二：请求授时载体接收直发信号与转发信号，进行信号的捕获与跟踪，在信号跟踪阶段，得到同一历元时刻的直发信号和转发信号的载波信号频率信息；步骤三：将同一历元时刻的直发信号和转发信号的载波信号频率信息组合解算得到本地时钟频率误差；步骤四：请求授时载体的接收机根据所述本地时钟频率误差，修正本地时钟，得到本地频率信号；步骤五：在请求授时载体中，利用所述本地频率信号与接收机1PPS信号进行驯钟处理，得到高精度的1PPS授时信号和频率信号，由此完成请求授时载体的授时与校频；所述步骤三中根据一个转发信号与一个直发信号相组合进行解算；解算步骤如下：步骤301、所述直发信号频率为f₀为浮空器载体上的基准时钟频率，为浮空器载体直发信号频率，N₁为直发信号载波频率与f₀的倍数关系；Δf₀为浮空器载体时钟频率偏差，k₁为浮空器载体至请求授时载体的直发信号单位频率下的载波多普勒频率系数；所述转发信号频率为：M_转发表示上行信号与地面站基准时钟的比例系数，f_0中心站为基准时钟的频标，Δf₁(t)为浮空器载体上测量得到的地面站信号频率，Δf₁(t)为已知值，且为时间t的函数，Δf₀(t)为浮空器载体时钟频率偏差，Δf₂(t)为浮空器载体至请求授时载体单位频率下的载波多普勒频率，Δf_r(t)为请求授时载体接收机的本地时钟频率误差，为请求授时载体的基准频率，p_转发为浮空器载体的转发器频率与浮空器载体基准时钟的比例系数；k_转发为转发信号单位频率下的载波多普勒频率系数；步骤302、由浮空器载体广播其钟差模型参数，其中包含浮空器载体时钟频率偏差Δf0(t)，此时将f0+Δf0(t)记为f0'得到：将整体记为中间表达式β(t)；则所述公式变换为：解算得到β(t)，从而进一步地解算得到