【摘要】：高精度時間傳遞技術作為建立和保持國家標準時間的三大要素(高性能原子鐘技術、時間傳遞技術、時間尺度算法)之一,是獲取主鐘時間頻率駕馭量、維持高性能地方原子時TA、實現(xiàn)UTC溯源的重要手段和支撐,直接影響著國家標準時間的性能。GNSS載波相位時間傳遞技術作為一種時間傳遞手段具有設備成本低、測量精度高、覆蓋范圍廣、不受距離限制等諸多優(yōu)勢,已成為精密時間傳遞領域中研究熱點。然而,近年來GNSS載波相位時間傳遞中仍然還有諸多關鍵技術問題有待進一步細化和解決,特別是隨著全球各大衛(wèi)星導航系統(tǒng)的不斷建設和完善,使得衛(wèi)星導航星空群星璀璨,可用于GNSS載波相位時間傳遞中衛(wèi)星也迅速增加,如何利用目前的多模GNSS實現(xiàn)高性能的精密時間傳遞成為時頻領域的熱點問題之一。鑒于此,本文對GNSS載波相位時間傳遞中的關鍵技術問題、數(shù)據(jù)處理方法、及模型進行了系統(tǒng)性研究,主要研究內(nèi)容和相關結(jié)論如下:(1)GPS載波相位時間傳遞中的連續(xù)性問題將高性能的時間頻率信息通過一定的技術手段準確無誤地傳遞給用戶是實現(xiàn)時間傳遞服務的基本目標。然而,GNSS載波相位時間傳遞方法獲得的鐘差序列在天與天銜接處存在著明顯的“天跳變”現(xiàn)象,特別是在大于一天的時間傳遞中更為突出。本文從衛(wèi)星產(chǎn)品端和用戶端出發(fā),分析了精密衛(wèi)星產(chǎn)品的連續(xù)性和時間傳遞算法中的模糊度連續(xù)性,提出了顧及衛(wèi)星產(chǎn)品內(nèi)插端部效應和模糊度參數(shù)連續(xù)性的數(shù)據(jù)處理方法,并利用實驗數(shù)據(jù)進行了驗證。結(jié)果顯示,本文提出的顧及衛(wèi)星產(chǎn)品內(nèi)插端部效應和模糊度參數(shù)連續(xù)性的數(shù)據(jù)處理方法能夠較好地實現(xiàn)連續(xù)GPS載波相位時間傳遞功能,有助于進一步提升時間傳遞的性能。(2)BDS載波相位時間傳遞中衛(wèi)星偽距偏差影響研究BDS是我國獨立自主建立的衛(wèi)星導航系統(tǒng),其時間傳遞性能近年來越來越受到關注。作為BDS重要的誤差源之一,衛(wèi)星偽距偏差誤差通過影響偽距觀測量,對時間傳遞的性能產(chǎn)生巨大影響。本文著重開展了衛(wèi)星偽距偏差對BDS CP時間傳遞影響機制的研究,建立了衛(wèi)星偽距偏差模型,提出了顧及衛(wèi)星偽距偏差改正的BDS CP時間傳遞方法。通過研究發(fā)現(xiàn),BDS-2衛(wèi)星偽距偏差在B1頻點略大于B2頻點,模型改正后的MP序列標準差在B1、B2頻點上均有明顯地改善。同時發(fā)現(xiàn)BDS-2衛(wèi)星偽距偏差誤差易造成亞納秒量級的時間傳遞影響,對頻率傳遞的影響并不顯著。通過對目前BDS-3全球系統(tǒng)實驗衛(wèi)星的偽距偏差特征進行分析,認為其偽距偏差特征并不明顯。通過在現(xiàn)有的區(qū)域BDS-2的時間傳遞工作中加入BDS-3e衛(wèi)星可以有效增加了測站可用衛(wèi)星的數(shù)量,進一步改善了BDS時間傳遞鏈路鐘差序列的噪聲水平及頻率穩(wěn)定度。(3)附加先驗信息約束的載波相位時間傳遞方法傳統(tǒng)載波相位時間傳遞中存在對先驗信息利用程度不高的問題,本文從數(shù)學模型中接收機鐘差參數(shù)本身和其他相關參數(shù)兩個角度出發(fā),分別構(gòu)建了附加先驗信息約束的載波相位時間傳遞方法,并給出了數(shù)學模型和數(shù)據(jù)處理方法,通過算例對其進行了驗證。通過研究發(fā)現(xiàn),附加鐘差相關參數(shù)約束(測站坐標信息、對流層參數(shù))的Galileo載波相位時間傳遞方法中在實時模式中相對于傳統(tǒng)方法呈現(xiàn)出顯著的優(yōu)勢。另外,顧及鐘差模型增強的GPS載波相位時間傳遞方法有效利用了接收機鐘差相鄰歷元間的相關性,較傳統(tǒng)時間傳遞方法在時間傳遞鏈路的噪聲水平、“天跳變”程度以及頻率穩(wěn)定度三個方面均呈現(xiàn)出較好的優(yōu)勢。(4)融合多模GNSS的載波相位時間傳遞隨著全球各大GNSS不斷建設和完善,各大時間實驗室也逐步配備多模GNSS接收機,為了充分發(fā)掘多模GNSS數(shù)據(jù)的應用潛力,本文提出了融合多模GNSS載波相位時間傳遞方法,并針對數(shù)據(jù)處理過程中權(quán)重分配和質(zhì)量控制問題,提出了抗差-方差分量的融合多模GNSS時間傳遞方法。通過實驗發(fā)現(xiàn),融合多模GNSS的載波相位時間傳遞方法有效增加了可用衛(wèi)星的數(shù)目,減弱諸如多路徑誤差、周期性誤差,改善跟蹤站的衛(wèi)星分布對于接收機鐘差參數(shù)的影響,較傳統(tǒng)單模GNSS載波相位時間傳遞在鏈路噪聲水平和頻率穩(wěn)定度方面均有明顯的改善。同時,基于抗差-方差分量的融合多模GNSS時間傳遞方法可以更加合理地分配不同GNSS間的權(quán)重,并對時間傳遞的質(zhì)量進行了有效控制。
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實時 GPS 共視時間頻率傳遞方法的研究，，并通過設置低通濾波器的時間常數(shù),利用時差法間接進行頻率測量，克服了由于 GPS 秒信號、銣鐘秒信號不穩(wěn)定和測量噪聲帶來的影響（楊旭海, 2003）。2004 年張越和高小s愣

本文編號：2633521