【摘要】：高精度時(shí)間傳遞技術(shù)作為建立和保持國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間的三大要素(高性能原子鐘技術(shù)、時(shí)間傳遞技術(shù)、時(shí)間尺度算法)之一,是獲取主鐘時(shí)間頻率駕馭量、維持高性能地方原子時(shí)TA、實(shí)現(xiàn)UTC溯源的重要手段和支撐,直接影響著國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間的性能。GNSS載波相位時(shí)間傳遞技術(shù)作為一種時(shí)間傳遞手段具有設(shè)備成本低、測(cè)量精度高、覆蓋范圍廣、不受距離限制等諸多優(yōu)勢(shì),已成為精密時(shí)間傳遞領(lǐng)域中研究熱點(diǎn)。然而,近年來(lái)GNSS載波相位時(shí)間傳遞中仍然還有諸多關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題有待進(jìn)一步細(xì)化和解決,特別是隨著全球各大衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的不斷建設(shè)和完善,使得衛(wèi)星導(dǎo)航星空群星璀璨,可用于GNSS載波相位時(shí)間傳遞中衛(wèi)星也迅速增加,如何利用目前的多模GNSS實(shí)現(xiàn)高性能的精密時(shí)間傳遞成為時(shí)頻領(lǐng)域的熱點(diǎn)問(wèn)題之一。鑒于此,本文對(duì)GNSS載波相位時(shí)間傳遞中的關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題、數(shù)據(jù)處理方法、及模型進(jìn)行了系統(tǒng)性研究,主要研究?jī)?nèi)容和相關(guān)結(jié)論如下:(1)GPS載波相位時(shí)間傳遞中的連續(xù)性問(wèn)題將高性能的時(shí)間頻率信息通過(guò)一定的技術(shù)手段準(zhǔn)確無(wú)誤地傳遞給用戶是實(shí)現(xiàn)時(shí)間傳遞服務(wù)的基本目標(biāo)。然而,GNSS載波相位時(shí)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(shí)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(shí)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(yīng)和模糊度參數(shù)連續(xù)性的數(shù)據(jù)處理方法,并利用實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行了驗(yàn)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(yīng)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(shí)現(xiàn)連續(xù)GPS載波相位時(shí)間傳遞功能,有助于進(jìn)一步提升時(shí)間傳遞的性能。(2)BDS載波相位時(shí)間傳遞中衛(wèi)星偽距偏差影響研究BDS是我國(guó)獨(dú)立自主建立的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng),其時(shí)間傳遞性能近年來(lái)越來(lái)越受到關(guān)注。作為BDS重要的誤差源之一,衛(wèi)星偽距偏差誤差通過(guò)影響偽距觀測(cè)量,對(duì)時(shí)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(duì)BDS CP時(shí)間傳遞影響機(jī)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(shí)間傳遞方法。通過(guò)研究發(fā)現(xiàn),BDS-2衛(wèi)星偽距偏差在B1頻點(diǎn)略大于B2頻點(diǎn),模型改正后的MP序列標(biāo)準(zhǔn)差在B1、B2頻點(diǎn)上均有明顯地改善。同時(shí)發(fā)現(xiàn)BDS-2衛(wèi)星偽距偏差誤差易造成亞納秒量級(jí)的時(shí)間傳遞影響,對(duì)頻率傳遞的影響并不顯著。通過(guò)對(duì)目前BDS-3全球系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星的偽距偏差特征進(jìn)行分析,認(rèn)為其偽距偏差特征并不明顯。通過(guò)在現(xiàn)有的區(qū)域BDS-2的時(shí)間傳遞工作中加入BDS-3e衛(wèi)星可以有效增加了測(cè)站可用衛(wèi)星的數(shù)量,進(jìn)一步改善了BDS時(shí)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(yàn)信息約束的載波相位時(shí)間傳遞方法傳統(tǒng)載波相位時(shí)間傳遞中存在對(duì)先驗(yàn)信息利用程度不高的問(wèn)題,本文從數(shù)學(xué)模型中接收機(jī)鐘差參數(shù)本身和其他相關(guān)參數(shù)兩個(gè)角度出發(fā),分別構(gòu)建了附加先驗(yàn)信息約束的載波相位時(shí)間傳遞方法,并給出了數(shù)學(xué)模型和數(shù)據(jù)處理方法,通過(guò)算例對(duì)其進(jìn)行了驗(yàn)證。通過(guò)研究發(fā)現(xiàn),附加鐘差相關(guān)參數(shù)約束(測(cè)站坐標(biāo)信息、對(duì)流層參數(shù))的Galileo載波相位時(shí)間傳遞方法中在實(shí)時(shí)模式中相對(duì)于傳統(tǒng)方法呈現(xiàn)出顯著的優(yōu)勢(shì)。另外,顧及鐘差模型增強(qiáng)的GPS載波相位時(shí)間傳遞方法有效利用了接收機(jī)鐘差相鄰歷元間的相關(guān)性,較傳統(tǒng)時(shí)間傳遞方法在時(shí)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(gè)方面均呈現(xiàn)出較好的優(yōu)勢(shì)。(4)融合多模GNSS的載波相位時(shí)間傳遞隨著全球各大GNSS不斷建設(shè)和完善,各大時(shí)間實(shí)驗(yàn)室也逐步配備多模GNSS接收機(jī),為了充分發(fā)掘多模GNSS數(shù)據(jù)的應(yīng)用潛力,本文提出了融合多模GNSS載波相位時(shí)間傳遞方法,并針對(duì)數(shù)據(jù)處理過(guò)程中權(quán)重分配和質(zhì)量控制問(wèn)題,提出了抗差-方差分量的融合多模GNSS時(shí)間傳遞方法。通過(guò)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),融合多模GNSS的載波相位時(shí)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(duì)于接收機(jī)鐘差參數(shù)的影響,較傳統(tǒng)單模GNSS載波相位時(shí)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(shí),基于抗差-方差分量的融合多模GNSS時(shí)間傳遞方法可以更加合理地分配不同GNSS間的權(quán)重,并對(duì)時(shí)間傳遞的質(zhì)量進(jìn)行了有效控制。
【圖文】：

實(shí)時(shí) GPS 共視時(shí)間頻率傳遞方法的研究，，并通過(guò)設(shè)置低通濾波器的時(shí)間常數(shù),利用時(shí)差法間接進(jìn)行頻率測(cè)量，克服了由于 GPS 秒信號(hào)、銣鐘秒信號(hào)不穩(wěn)定和測(cè)量噪聲帶來(lái)的影響（楊旭海, 2003）。2004 年張?jiān)胶透咝愣

本文編號(hào)：2633521