基于GNSS共视时间比对算法的时间频率传递方法及接收机技术

本发明专利技术公开了一种基于GNSS共视时间比对算法的时间频率传递方法及接收机，属于卫星导航系统接收机时间比对技术领域，具体涉及到卫星定轨，信号传播延迟修正和数据的后期处理等方面。共视时间比对算法中包括建立伪距观测方程，对电离层延迟修正值、对流层时延修正值、地球自转效应修正值进行建模，并对实时时间比对就结果进行滤波和事后处理；接收机硬件设计主要包括时频单元、射频单元、信号处理单元、监控单元，卫星定轨，信号传播延迟修正和数据的后期处理。本发明专利技术优势在于：第一，易于实现，共视法时间比对只需要让被测量的接收机同时观测一颗卫星即可实现时间比对；第二，加入多率Kalman滤波的时间比对相比于单纯的共视时间比对算法精度更高。

【技术实现步骤摘要】
基于GNSS共视时间比对算法的时间频率传递方法及接收机
本专利技术属于卫星导航系统接收机时间比对
，具体涉及一种基于GNSS共视时间比对算法的时间频率传递方法及接收机。
技术介绍
目前时间频率重要性越来越凸显，主要体现在空间
、计量领域等等，因此，越来越多的地方出现了使用时间频率标准的需求。在定位导航精度不断提高的背景下，高精度的时间同步已经成为各个GNSS卫星定位导航系统中的关键技术，是定位导航精度的重要保证。时间比对算法是实现时间同步技术的关键，是确定不同地面接收机时间差的重要方法。目前现有的时间比对算法主要包括共视法时间比对、全视法时间比对、载波相位法时间比对等。Allan和Weiss等人提出共视时间比对算法，Jung与Petit提出了全视时间比对算法。全视法时间比对需要多个接收机同时观测多颗卫星，这对接收机和比对算法有较高要求；载波相位法虽然精度较高，但观测器材的成本也相对较高，且算法复杂，不易实现。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种利用共视法实现接收机时间比对，并对比对结果进行事后处理以提高比对精度的基于GNSS共视时间比对算法的时间频率传递方法及接收机。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于GNSS共视时间比对算法的时间频率传递方法，其特征在于，GNSS共视时间比对算法的具体实现步骤包括：(1)建立伪距观测方程：不断接收卫星播发的导航信号，根据接收的信号来计算不同位置地面接收机的时间差，通过时间比对算法建立伪距观测方程；(2)对电离层延迟修正值、对流层时延修正值、地球自转效应修正值进行建模，确定卫星轨道位置和接收机位置；(3)根据卫星轨道位置和接收机位置计算出卫星和接收机的真实距离；(4)对实时时间进行比对得到两地面接收机时间差，并对结果进行Kalman滤波和RTS事后处理。

【技术特征摘要】
1.一种基于GNSS共视时间比对算法的时间频率传递方法，其特征在于，GNSS共视时间比对算法的具体实现步骤包括：(1)建立伪距观测方程：不断接收卫星播发的导航信号，根据接收的信号来计算不同位置地面接收机的时间差，通过时间比对算法建立伪距观测方程；(2)对电离层延迟修正值、对流层时延修正值、地球自转效应修正值进行建模，确定卫星轨道位置和接收机位置；(3)根据卫星轨道位置和接收机位置计算出卫星和接收机的真实距离；(4)对实时时间进行比对得到两地面接收机时间差，并对结果进行Kalman滤波和RTS事后处理。2.根据权利要求1所述的基于GNSS共视时间比对算法的时间频率传递方法，其特征在于，步骤(1)中所述的建立伪距观测方程的基础为伪距测量，其具体的实现方法为：(1.1)GNSS系统在地球上不同位置设置多个地面接收机，这些接收机实时同步观测同一颗GNSS卫星导航信号中的时标；(1.2)将本地时钟钟面时与卫星时标信号解算出的卫星钟面时作差，再乘以信号传播速度，得到地面接收机与被观测卫星的伪距值；(1.3)将所得的伪距值通过互联网进行传递；(1.4)所建立的伪距观测方程为：ρi(s)＝ri+δtui-δti(s)+Ii+Ti+ερiρj(s)＝rj+δtuj-δtj(s)+Ij+Tj+ερj其中，s代表卫星，u代表接收机，i和j代表不同的接收机；ρ(s)为接收机的伪距观测值，δt(s)为卫星钟差，I为电离层延时，T为对流层延时，r为接收机到卫星的真实距离，ερ为伪距观测噪声，在设计算法时可以忽略。3.根据权利要求1所述的基于GNSS共视时间比对算法的时间频率传递方法，其特征在于：步骤(2)中所述的确定卫星轨道的方法包括GPS，GLONASS，Galileo和COMPASS法，GPS，GLONASS，Galileo和COMPASS四个系统利用双频接收机直接测量出电离层延时修正值，其公式为：其中，I1和I2分别为双频信号传播过程中的电离层延迟修正值；和分别为接收机通过L1信号和L2信号观测的伪距值；f1和f2分别不同信号的频率；γ12为f1和f2比值的平方。4.根据权利要求1所述的基于GNSS共视时间比对算法的时间频率传递方法，其特征在于：步骤(2)中所述的GPS，GLONASS，Galileo和COMPASS四个系统的测量值中的GNSS对流层时延修正值采用Hopfield模型，包括干分量时延和湿分量时延两种情况，其中，干分量指氧气与氮气等干空气，湿分量指水蒸气；对流层延时天顶方向干分量Tzd的估算公式为：

【专利技术属性】
技术研发人员：程禹，田光远，白文彬，韩华，吴限德，谢亚恩，孙楚琦，路胜卓，陈卫东，倪蜂棋，
申请(专利权)人：哈尔滨工程大学，
类型：发明
国别省市：黑龙江,23