“北斗一號”是我國第一代自主的衛(wèi)星導航系統(tǒng),可為分布在我國及周邊地區(qū)的用戶提供定位、短消息通信及定時服務。本文通過對“北斗一號”衛(wèi)星導航定位系統(tǒng)的深入分析,結(jié)合當前國內(nèi)時統(tǒng)領(lǐng)域的時間同步狀況,提出了北斗衛(wèi)星單向授時接收機設(shè)計方案和基于北斗+GPS的雙系統(tǒng)互為備份的授時產(chǎn)品解決方案。 文章通過對時間標準、時間同步技術(shù)、GPS系統(tǒng)原理、GPS衛(wèi)星接收機設(shè)計原理和北斗導航衛(wèi)星系統(tǒng)原理的介紹,給出了基于北斗導航衛(wèi)星的以太網(wǎng)絡、通信系統(tǒng)和電力系統(tǒng)的授時設(shè)備設(shè)計方案、北斗衛(wèi)星信號接收天線和北斗衛(wèi)星接收機的可行性設(shè)計方案。 本文所給出的北斗授時型接收機設(shè)計方案采用了單向定時模式,單向定時屬于被動方式,不占用系統(tǒng)容量,解決了北斗系統(tǒng)的用戶數(shù)量的限制。 作者在進行北斗衛(wèi)星接收天線設(shè)計時,充分考慮了“北斗一號”工作頻點為公用頻段,干擾較多等特點,在進行大量的抗干擾試驗和現(xiàn)場實踐的基礎(chǔ)上,給出了具有指導意義的天線架設(shè)方法。 作者在深入研究北斗導航系統(tǒng)工作機制的前提下,進行深入市場調(diào)研,并給出了北斗授時型接收機模塊化設(shè)計方案,提供基本的、必需的信號輸出。在該方案中作者即充分了的考慮了后續(xù)授時產(chǎn)品開發(fā)的便利性,也可作為OEM板提供給設(shè)備廠商進行系統(tǒng)集成開發(fā)。作者在授時接收機設(shè)計中,承擔了射頻模塊的設(shè)計、硬件平臺設(shè)計和用戶接口模塊的應用程序設(shè)計。 作者在基于北斗衛(wèi)星的授時系統(tǒng)的研制過程中,同時考慮了北斗系統(tǒng)的可靠性和GPS系統(tǒng)的穩(wěn)定性,提出了北斗+GPS雙系統(tǒng)冗余備份的設(shè)計思路。作者在設(shè)計北斗+GPS衛(wèi)星授時系統(tǒng)方案中,同樣采用了模塊化設(shè)計方案,核心部分采用相同的設(shè)計方案,將接口部分獨立出來,以適應不同領(lǐng)域?qū)敵鼋涌谛枨蟮牟煌?加快產(chǎn)品開發(fā)周期。同時,本設(shè)計可配置不同等級的晶體鐘或原子鐘來滿足不同的授時精度要求,使產(chǎn)品達到最高的性價比。 作者在上述設(shè)計思路指導下,參與攻克了北斗+GPS雙系統(tǒng)融合與無損切換技術(shù)、高精度時間維護技術(shù)、高精度網(wǎng)絡授時處理技術(shù)和高精度時頻標合成技術(shù);承擔并完成了北斗/GPS網(wǎng)絡時間服務器協(xié)議解析、合成及液晶顯示驅(qū)動設(shè)計;承擔并完成了北斗/GPS網(wǎng)絡時間服務器、北斗/GPS雙系統(tǒng)電力同步時鐘和北斗/GPS雙系統(tǒng)CDMA基站時鐘的系統(tǒng)設(shè)計方案研究和硬件平臺設(shè)計實現(xiàn)。通過了科技成果鑒定,北斗/GPS網(wǎng)絡時間服務器獲得河南省科學技術(shù)進步一等獎。 本課題所提出的北斗+GPS雙系統(tǒng)衛(wèi)星授時產(chǎn)品的成功研制,必將大大加快北斗導航系統(tǒng)有授時領(lǐng)域的民用化,增強時間同步領(lǐng)域的安全性、可靠性。
【學位單位】：北京郵電大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2008
【中圖分類】：P127.1
【部分圖文】：

2.2.LI空間衛(wèi)星星座空間衛(wèi)星星座由21顆工作衛(wèi)星和3顆備用衛(wèi)星構(gòu)成，如圖2一1所示，24顆衛(wèi)星均勻分布在6個地心軌道平面內(nèi)，每個軌道4顆衛(wèi)星。衛(wèi)星的運行軌道周期是半個恒星日，或者說n小時58分。各個軌道接近于圓形，而且沿赤道以600間隔均勻分布，相對赤道面的傾斜角為550。軌道半徑(即從地球質(zhì)心到衛(wèi)星的額定距離)大約為26，60Okm。因此，同一觀測站上，每天出現(xiàn)的衛(wèi)星分布圖形第6頁

的下行延遲以及其它各種延遲(對流層、電離層等)傳送到用戶機，用戶機通過接收導航電文及相關(guān)信息自主計算出鐘差并修正本地時間，使本地時間和北斗時間同步，系統(tǒng)設(shè)計授時指標為100ns。北斗單向授時原理如圖2一9所示。上上行時延修正 正JJJ七斗衛(wèi)星翻口比吸優(yōu)估計 計多多普勒效應修正 正電電離層時延修正 正對對流層時延修正 正下下行時延修正 正地地球自轉(zhuǎn)效應修正 正本本地鐘差修正 正圖2一9北斗單向授時原理第17頁

的下行延遲以及其它各種延遲(對流層、電離層等)傳送到用戶機，用戶機通過接收導航電文及相關(guān)信息自主計算出鐘差并修正本地時間，使本地時間和北斗時間同步，系統(tǒng)設(shè)計授時指標為100ns。北斗單向授時原理如圖2一9所示。上上行時延修正 正JJJ七斗衛(wèi)星翻口比吸優(yōu)估計 計多多普勒效應修正 正電電離層時延修正 正對對流層時延修正 正下下行時延修正 正地地球自轉(zhuǎn)效應修正 正本本地鐘差修正 正圖2一9北斗單向授時原理第17頁

【引證文獻】

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1 李澤文;楊京渝;彭曙蓉;馮科;;智能電網(wǎng)高精度時間同步方法[J];電力科學與技術(shù)學報;2011年03期

2 汪洋;趙宏波;劉春梅;陳U

本文編號：2815556