基于引力频移的授时方法和系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于引力频移的授时方法和系统，属于时间频率比对领域。所述方法包括：获取本地时间频率标准T1；记录北斗卫星系统的参考时间频率T0；计算所述本地时间频率标准T1与本地记录的所述参考时间频率T0的差值ΔT1；获取异地计算出的异地时间频率标准T2与异地记录的北斗卫星系统的参考时间频率T0的差值ΔT2；计算两地时间频率比对结果ΔT，ΔT＝ΔT1-ΔT2-ΔT0，ΔT0＝U1-U2/C，其中，所述ΔT0为频移量，所述U1为北斗卫星系统上测得的本地的引力势，所述U2为北斗卫星系统上测得的异地的引力势，所述C为光速，根据上述公式算得的ΔT中除去了引力频移，提高了时间频率的比对的精度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及时间频率比对领域，特别涉及一种基于引力频移的授时方法和系统。
技术介绍
随着原子钟和通信技术的发展，时间频率比对技术得到不断进步。时间频率比对技术主要包括时间频率的传递和同步。按照时间频率传递技术出现的先后顺序，远距离的时间频率传递包括短波无线电播时、LORAN-C长波导航系统、以GPS(Global Posit1ning System，全球定位系统)为代表的星基导航、及网络传递时间频率。其中，由于高精度和高可靠性，GPS在远距离的时间频率传递中占主导地位。通过GPS进行时间频率传递的方法为，处于地球上任何两个地点的原子钟利用同一时刻收到的同一颗GPS导航卫星的时间信号进行时间频率比对。在实现本专利技术的过程中，专利技术人发现现有技术至少存在以下问题:现有技术中时间频率比对结果精度低，不能满足研究需求。
技术实现思路
为了解决现有技术的问题，本专利技术实施例提供了一种基于引力频移的授时方法和系统。所述技术方案如下:第一方面，本专利技术实施例提供了一种基于引力频移的授时方法，所述方法包括:获取本地时间频率标准Tl;记录北斗卫星系统的参考时间频率T0;计算所述本地时间频率标准Tl与本地记录的所述参考时间频率TO的差值Δ Tl ；获取异地计算出的异地时间频率标准T2与异地记录的北斗卫星系统的参考时间频率TO的差值ΔΤ2;计算两地时间频率比对结果ΔΤ，ΔΤ= ΔΤ1-ΔΤ2-ΔΤ0，Δ T0 = U1_U2/C，其中，所述A TO为频移量，所述Ul为北斗卫星系统上测得的本地的引力势，所述U2为北斗卫星系统上测得的异地的引力势，所述C为光速。在本专利技术实施例的一种实现方式中，所述获取本地时间频率标准Tl，包括:将处于本地的本地接收机同步到本地参考源上，使所述本地接收机获取所述本地参考源提供的所述本地时间频率标准Tl。在本专利技术实施例的另一种实现方式中，所述获取异地计算出的异地时间频率标准T2与异地记录的北斗卫星系统的参考时间频率TO的差值Δ T2，包括:接收处于异地的异地接收机发送的所述ΔΤ2。在本专利技术实施例的另一种实现方式中，所述方法还包括:获取所述北斗卫星系统通过重力梯度仪测得的Ul和U2，所述Ul是北斗卫星系统中处在地心和本地连线的延长线上的卫星测得的，所述U2是北斗卫星系统中处在地心和异地连线的延长线上的卫星测得的。第二方面，本专利技术实施例还提供了一种基于引力频移的授时系统，所述系统包括:本地参考源，用于提供本地时间频率标准Tl;本地接收机，用于记录北斗卫星系统的参考时间频率T0;计算所述本地时间频率标准Tl与本地记录的所述北斗卫星系统的参考时间频率TO的差值Δ Tl;异地参考源，用于提供异地时间频率标准T2;异地接收机，用于记录的北斗卫星系统的参考时间频率T0;计算所述异地时间频率标准T2与异地记录的所述北斗卫星系统的参考时间频率TO的差值Δ T2;所述本地接收机和所述异地接收机，还用于将所述△Tl或所述△ T2传递给对端的接收机；所述本地接收机和所述异地接收机，还用于计算两地时间频率比对结果ΔΤ，Δ T= ATl-A T2- Δ TO，Δ T0 = U1_U2/C，其中，所述Δ TO为频移量，所述Ul为北斗卫星系统上测得的本地的引力势，所述U2为北斗卫星系统上测得的异地的引力势，所述C为光速；所述本地接收机和异地接收机分别用于与所述北斗卫星系统无线连接，所述本地接收机和异地接收机之间无线连接，所述本地接收机和所述本地参考源电连接，所述异地接收机和所述异地参考源电连接。在本专利技术实施例的一种实现方式中，所述本地接收机和异地接收机之间通过卫星通信网络相互连接。在本专利技术实施例的另一种实现方式中，所述本地接收机和所述异地接收机均为全球定位系统接收机。在本专利技术实施例的另一种实现方式中，所述本地参考源和所述异地参考源均为原子钟。在本专利技术实施例的另一种实现方式中，所述本地接收机和异地接收机均包括:相连的第一接收单元和第二接收单元，所述第一接收单元通过所述北斗卫星系统的通信及处理装置与所述北斗卫星系统上的高精度空间冷原子钟连接，所述第二接收单元通过所述北斗卫星系统的通信及处理装置与所述北斗卫星系统上的重力梯度仪连接。在本专利技术实施例的另一种实现方式中，所述Ul是北斗卫星系统中处在地心和本地连线的延长线上的卫星测得的，所述U2是北斗卫星系统中处在地心和异地连线的延长线上的卫星测得的。本专利技术实施例提供的技术方案带来的有益效果是:通过计算本地时间频率标准Tl与本地记录的所述参考时间频率TO的差值Δ Tl，然后接收异地计算出的异地时间频率标准T2与异地记录的北斗卫星系统的参考时间频率TO的差值Δ T2，然后计算两地时间频率比对结果Δ Τ，Δ T= Δ Tl-Δ Τ2-Δ T0，Δ T0 = U1_U2/C，其中，所述A TO为频移量，所述Ul为北斗卫星系统上测得的本地的引力势，所述U2为北斗卫星系统上测得的异地的引力势，所述C为光速;根据爱因斯坦的等效原理，处在两个不同的引力势Ul和U2中的辐射源相对于观测者的辐射频率会有一定的引力频移，频移量即为前述ΔΤ0，因此，上述公式算得的AT中除去了引力频移，提高了时间频率的比对的精度。【附图说明】为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本专利技术实施例提供的一种基于引力频移的授时方法的流程图；图2是本专利技术实施例提供的北斗卫星系统测量引力势的位置示意图；图3是本专利技术实施例提供的一种基于引力频移的授时系统的结构示意图。【具体实施方式】为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本专利技术实施方式作进一步地详细描述。图1是本专利技术实施例提供的一种基于引力频移的授时方法的流程图，参见图1，方法包括: 步骤101:获取本地时间频率标准Tl。在本专利技术实施例中，获取本地时间频率标准Tl，包括:将处于本地的本地接收机同步到本地参考源上，使本地接收机获取本地参考源提供的本地时间频率标准TI。步骤102:记录北斗卫星系统的参考时间频率T0。即接收北斗卫星系统下发的参考时间频率TO，该参考时间频率TO是处在地心和本地连线的延长线上的卫星提供的。步骤103:计算本地时间频率标准Tl与本地记录的参考时间频率TO的差值Δ Tl。步骤104:获取异地计算出的异地时间频率标准T2与异地记录的北斗卫星系统的参考时间频率TO的差值Δ T2。在本专利技术实施例中，获取异地计算出的异地时间频率标准T2与异地记录的北斗卫星系统的参考时间频率TO的差值△ T2，包括:接收处于异地的异地接收机发送的ΔT2。在本专利技术实施例中，异地记录的北斗卫星系统的参考时间频率TO与本地记录的北斗卫星系统的参考时间频率TO为同一时刻北斗卫星系统下发的参考时间频率，异地的参考时间频率TO是处在地心和异地连线的延长线上的卫星提供的。但是本地记录的是地心和本地连线的延长线上的卫星下发的T0，异地记录的是地心和异地连线的延长线上的卫星下发的T0，由于两个位置受到不同的引力，造成引力频移等原因，使得两地获得的TO并不相等，存在一定差值。步骤105本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于引力频移的授时方法，其特征在于，所述方法包括：获取本地时间频率标准T1；记录北斗卫星系统的参考时间频率T0；计算所述本地时间频率标准T1与本地记录的所述参考时间频率T0的差值ΔT1；获取异地计算出的异地时间频率标准T2与异地记录的北斗卫星系统的参考时间频率T0的差值ΔT2；计算两地时间频率比对结果ΔT，ΔT＝ΔT1‑ΔT2‑ΔT0，ΔT0＝U1‑U2/C，其中，所述ΔT0为频移量，所述U1为北斗卫星系统上测得的本地的引力势，所述U2为北斗卫星系统上测得的异地的引力势，所述C为光速。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：郑广，
申请(专利权)人：江汉大学，
类型：发明
国别省市：湖北;42