一种利用差分数据对用户ASF计算进行精确修正的方法技术

本发明专利技术提供了一种利用差分数据对用户ASF计算进行精确修正的方法，建立差分基准站，搭建长波差分基准测量系统，实时采集差分站ASF测量数据，然后计算差分站ASF基准值；规划用户网格，在选定的各个用户格网点测量ASF数据并计算ASF基准值；待测用户查找其相邻的四个已知网格点ASF基准值，分别计算四个点所记录的测量结束时刻所对应的差分站ASF波动值，并分别用四个点用户ASF基准值减去相应的偏差；利用插值的方式计算用户所在位置的精确ASF值。本发明专利技术提高了用户定时精度，提升了长波授时系统的可用性，避免了格网点ASF值测量需要同步所带来的工程实现问题。

【技术实现步骤摘要】
一种利用差分数据对用户ASF计算进行精确修正的方法
本专利技术涉及一种长波用户授时精度修正方法，特别涉及一种利用差分站ASF数据对用户格网点ASF基准数据进行同步修正的方法。
技术介绍
长波授时是一种广域无线电陆基授时方式。在GNSS系统出现之前，长波授时系统是我国最高精度的授时技术手段。长波授时系统采用了发播控制系统的时间基准在地面，同时采用了大功率发射系统，相较于GNSS系统，长波系统具有系统稳定性好、信号抗干扰能力强的特点，这正好弥补了GNSS系统的不足。进行现代化改造后的长波系统授时精度可以从1微秒提升到100纳秒，与GNSS授时精度基本相当，作为GNSS授时的备份冗余手段，可以极大提升系统的可用性和可靠性。长波用户授时精度取决于其所在位置的ASF值的测量精度。目前业界研究的用户ASF测量的主要方法是网格计算方法。即通过与用户点相邻的四个已知格网点ASF数据插值计算得到。这种方法主要问题在于，各格网点用户ASF基准值的测量时间无法保证一致，各个用户格网点从选址到设备安装调试、再到数据测量需要一个较长的周期，一个网格区域内各点的测量时间间隔由数小时到数天不等。由于ASF值随时间变化会有一定的波动，因此会导致计算用户ASF值时，各格网点ASF基准值与该点当前时刻准确的ASF值有一定的偏差，从而导致用户ASF值计算结果产生几十到上百纳秒的误差。该误差将导致用户定时精度无法达到100纳秒的指标要求。因此，为满足长波系统高精度授时需求，有必要对现有用户ASF计算方法进行改进，减小计算误差。
技术实现思路
为了克服现有技术的不足，本专利技术提供一种利用差分数据对用户ASF计算进行精确修正的方法，利用长波差分站ASF与其作用范围内的用户ASF波动变化具有一致性的特点，通过计算用户格网点附近差分站ASF数据波动值对已知格网点用户ASF基准值进行修正，并利用修正后的格网点ASF值对待测用户点的ASF值进行插值计算，从而克服现有方法中各格用户网点ASF基准数据不同步所导致的用户ASF计算精度偏低的问题。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案包括以下步骤：步骤1，利用长波接收机、高精度GNSS授时接收机、时间间隔计数器和工控机搭建长波基准测量系统，长波接收机和GNSS接收机天线放置于坐标已知的观测点上；步骤2，时间间隔计数器实时测量长波接收机和GNSS接收机输出的1PPS的时差，即差分站实时ASF测量值；工控机连续记录1小时的差分站实时ASF测量值，求平均值作为差分站ASF基准值；步骤3，利用长波接收机、高精度GNSS授时接收机、时间间隔计数器和工控机搭建长波基准测量系统，长波接收机和GNSS接收机天线放置于用户格网点上；步骤4，时间间隔计数器实时测量长波接收机和GNSS接收机输出的1PPS的时差，工控机连续记录1小时的时差，求平均值作为用户格网点ASF基准值，并记录时差测量结束时间值；步骤5，重复步骤3、4，获得四个以上用户格网点的ASF基准值，建立用户格网ASF基准数据库；步骤6，待测用户U根据自己所在的位置从用户格网ASF基准库中查找自身相邻的四个用户格网点C1、C2、C3、C4的ASF基准值ASF1、ASF2、ASF3、ASF4；步骤7，查询步骤2得到的差分站实时ASF测量值，找到C1、C2、C3、C4四个点所记录的测量结束时刻分别对应的差分站实时ASF测量值；步骤8，分别计算C1、C2、C3、C4点所记录的测量结束时刻所对应的差分站实时ASF测量值与差分站ASF基准值的偏差Δ1、Δ2、Δ3、Δ4；步骤9，分别用C1、C2、C3、C4用户格网点ASF基准值减去Δ1、Δ2、Δ3、Δ4，得到C1、C2、C3、C4修正后的基准值ASFc1、ASFc2、ASFc3、ASFc4；步骤10，利用插值的方式计算待测用户U所在位置的精确ASF值ASFU，ASFU＝(1-α)[(1-β)*ASFC1+β*ASFC3]+α[(1-β)*ASFC2+β*ASFC4]其中待测用户U的坐标为(x，y)，点(x(i)，y(i))表示用户站左下角的网格坐标，α＝(x-x(i))/(x(i+1)-x(i))，p＝(y-y(j))/(y(j+1)-y(j))。本专利技术的有益效果是：利用长波差分站的测量数据提高了用户定时精度，提升了长波授时系统的可用性。同时，本专利技术避免了格网点ASF值测量需要同步所带来的工程实现问题。附图说明图1是本专利技术的ASF数据测量系统设备连接关系图；图2是用户格网坐标关系图。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术进一步说明，本专利技术包括但不仅限于下述实施例。本专利技术包括以下步骤(对于用户来说，步骤1至步骤5是不需要执行的，只需要执行步骤6至步骤10)：步骤1，建立差分基准站。准备好长波接收机、高精度GNSS授时接收机、时间间隔计数器、工控机，如图1所示搭建长波基准测量系统，长波接收机和GNSS接收机天线放置于坐标已知的观测点上。步骤2，计数器实时测量长波接收机和GNSS接收机输出的1PPS的时差，该时差数据就是差分站实时ASF测量值，并将结果发送给工控机。工控机连续记录ASF测量值，并计算第1小时时差数据的平均值作为差分站ASF基准值。步骤3，建立用户格网点ASF数据。同步骤1，在所选的用户点建立长波基准测量系统。步骤4，用户站计数器实时测量长波接收机和GNSS接收机输出的1PPS的时差，并将结果发送给工控机，共测量1小时。工控机计算这1小时的时差数据平均值作为用户格网点ASF基准值，并记录时差数据测量结束时间值。步骤5，重复步骤3、4，测量获得四个以上用户格网点ASF数据，并将格网点ASF数据存入用户格网ASF基准数据库。步骤6，待测用户U根据自己所在的位置从用户格网ASF基准库中查找其相邻的四个已知网格点(记做C1、C2、C3、C4)ASF基准值，记为ASF1、ASF2、ASF3、ASF4。步骤7，查询步骤2中差分站实时测量的ASF数据，找到C1、C2、C3、C4四个点所记录的测量结束时刻分别对应的差分ASF值。步骤8，以四个格网点ASF值相对应的记录时刻为基准，分别计算C1、C2、C3、C4点所记录的测量结束时刻所对应的差分站时差ASF值与差分ASF基准值的偏差，记做Δ1、Δ2、Δ3、Δ4。步骤9，分别用C1、C2、C3、C4格网点用户ASF基准值减去Δ1、Δ2、Δ3、Δ4，得到C1、C2、C3、C4修正后的基准值ASFc1、ASFc2、ASFc3、ASFc4。ASFCi＝ASFi-Δi步骤10，利用插值的方式计算用户U所在位置的精确ASF值，表示为ASFU。如图2所示的用户网格点C1、C2、C3、C4坐标及对应ASF基准值，用户U的坐标可以表示为(x，y)，(x(i)，y(i))点表示用户站左下角的网格坐标。因此，根据在图2中格网点内用户U所在位置的坐标关系，可以计算得到用户位置精确ASF值ASFU。α＝(x-x(i))/(x(i+1)-x(i))β＝(y-y(j))/(y(j+1)-y(j))根据用户站与格网点的关系，可以计算出待测用户点的ASF值，公式为：ASFU＝(1-α)[(1-β)*ASFC1+β*ASFC3]+α[(1-β)*ASFC2+β*ASFC4]从上述实施步骤可知，本专利技术描述了利用差分站ASF数本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种利用差分数据对用户ASF计算进行精确修正的方法，其特征在于包括下述步骤：步骤1，利用长波接收机、高精度GNSS授时接收机、时间间隔计数器和工控机搭建长波基准测量系统，长波接收机和GNSS接收机天线放置于坐标已知的观测点上；步骤2，时间间隔计数器实时测量长波接收机和GNSS接收机输出的1PPS的时差，即差分站实时ASF测量值；工控机连续记录1小时的差分站实时ASF测量值，求平均值作为差分站ASF基准值；步骤3，利用长波接收机、高精度GNSS授时接收机、时间间隔计数器和工控机搭建长波基准测量系统，长波接收机和GNSS接收机天线放置于用户格网点上；步骤4，时间间隔计数器实时测量长波接收机和GNSS接收机输出的1PPS的时差，工控机连续记录1小时的时差，求平均值作为用户格网点ASF基准值，并记录时差测量结束时间值；步骤5，重复步骤3、4，获得四个以上用户格网点的ASF基准值，建立用户格网ASF基准数据库；步骤6，待测用户U根据自己所在的位置从用户格网ASF基准库中查找自身相邻的四个用户格网点C1、C2、C3、C4的ASF基准值ASF1、ASF2、ASF3、ASF4；步骤7，查询步骤2得到的差分站实时ASF测量值，找到C1、C2、C3、C4四个点所记录的测量结束时刻分别对应的差分站实时ASF测量值；步骤8，分别计算C1、C2、C3、C4点所记录的测量结束时刻所对应的差分站实时ASF测量值与差分站ASF基准值的偏差Δ1、Δ2、Δ3、Δ4；步骤9，分别用C1、C2、C3、C4用户格网点ASF基准值减去Δ1、Δ2、Δ3、Δ4，得到C1、C2、C3、C4修正后的基准值ASFc1、ASFc2、ASFc3、ASFc4；步骤10，利用插值的方式计算待测用户U所在位置的精确ASF值ASFU，ASFU＝(1‑α)[(1‑β)*ASFC1+β*ASFC3]+α[(1‑β)*ASFC2+β*ASFC4]其中待测用户U的坐标为(x，y)，点(x(i)，y(i))表示用户站左下角的网格坐标，α＝(x‑x(i))/(x(i+1)‑x(i))，β＝(y‑y(j))/(y(j+1)‑y(j))。...

【技术特征摘要】
1.一种利用差分数据对用户ASF计算进行精确修正的方法，其特征在于包括下述步骤：步骤1，利用长波接收机、高精度GNSS授时接收机、时间间隔计数器和工控机搭建长波基准测量系统，长波接收机和GNSS接收机天线放置于坐标已知的观测点上；步骤2，时间间隔计数器实时测量长波接收机和GNSS接收机输出的1PPS的时差，即差分站实时ASF测量值；工控机连续记录1小时的差分站实时ASF测量值，求平均值作为差分站ASF基准值；步骤3，利用长波接收机、高精度GNSS授时接收机、时间间隔计数器和工控机搭建长波基准测量系统，长波接收机和GNSS接收机天线放置于用户格网点上；步骤4，时间间隔计数器实时测量长波接收机和GNSS接收机输出的1PPS的时差，工控机连续记录1小时的时差，求平均值作为用户格网点ASF基准值，并记录时差测量结束时间值；步骤5，重复步骤3、4，获得四个以上用户格网点的ASF基准值，建立用户格网ASF基准数据库；步骤6，待测用户U根据自己所在的位置从用户格网ASF基准库中查找自身相邻的四个用...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭伟，燕保荣，李云，华宇，
申请(专利权)人：中国科学院国家授时中心，
类型：发明
国别省市：陕西,61