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基于PPP-B2b的共视时间传递与北斗授时精度分析

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基于PPP-B2b的共视时间传递与北斗授时精度分析

作者：韩晓红中国科学院大学(中国科学院国家授时中心)

学位级别：硕士

北斗全球卫星导航系统(Bei Dou Navigation Satellite System,BDS-3)于2020年7月完成建设,标志着我国卫星导航系统发展进入新阶段。精密单点定位(Precise Point Positioning,PPP)服务是BDS-3的特色服务之一,通过PPPB2b信号向中国及周边... 详细信息

北斗全球卫星导航系统(Bei Dou Navigation Satellite System,BDS-3)于2020年7月完成建设,标志着我国卫星导航系统发展进入新阶段。精密单点定位(Precise Point Positioning,PPP)服务是BDS-3的特色服务之一,通过PPPB2b信号向中国及周边地区播发精密轨道和卫星钟差等改正数,显著提升了授时导航定位服务精度。当前BDS-3 PPP-B2b信号在导航定位领域得到了广泛地研究和应用,但是在时间频率领域的研究和应用较少。时间服务是国家基础支撑技术之一,保障着现代社会的正常运转。因此开展基于PPP-B2b信号的时间服务相关研究具有重要意义。论文依托国际GNSS监测评估系统(international GNSS Monitoring and Assessment System,i GMAS)和国家授时中心时间频率资源,基于PPP-B2b信号提供的BDS-3和GPS精密卫星轨道和卫星钟差改正数,分析了长基线载波相位精密共视时间传递性能,评估了北斗标准服务授时精度。主要内容包括:(1)简要介绍了BDS-3的基本情况,概述了GNSS授时、PPP时间传递的基本原理及方法;总结了GNSS时间传递及授时过程中的主要误差源及误差处理方法。(2)PPP-B2b精密产品恢复设计与实现。详细介绍了BDS-3 PPP服务的基本内容和PPP-B2b精密产品的恢复流程和方法。设计并实现了PPP-B2b改正数数据格式转换程序,将接收机输出保存的内部格式转换为BNC软件格式,为PPP-B2b精密产品文件的恢复和事后分析奠定了基础。(3)基于PPP-B2b轨道的精密共视(Precise Common-View,PCV)时间传递精度分析。选取位于我国及周边地区的8个测站开展了基于BDS-3、GPS、BDS-3/GPS的PCV时间传递试验,分别以BDS-3、GPS、BDS-3/GPS事后PPP时间传递结果作为参考值,评估了PPP-B2b PCV时间传递的精度。试验结果表明:BDS-3、GPS、BDS-3/GPS三种模式的零基线和短基线PCV时间传递精度优于0.5ns;与事后PPP时间传递结果相比,短基线时间传递结果差值的标准差优于0.1ns,长基线时间传递结果差值的标准差优于0.6ns;同时对比BDS-3、GPS、BDS-3/GPS三种模式的时间传递结果发现,BDS-3单系统PCV时间传递结果表现更优,GPS的加入对提升时间传递精度贡献不大。在亚纳秒量级上可以认为,基于PPP-B2b的PCV时间传递与事后PPP时间传递能力相当;且PCV时间传递方法具有易于实现、连续性好等优势。试验结果可为进一步开展基于PPP-B2b信号的时间传递研究提供一定的参考。(4)基于PPP-B2b的BDS-3标准授时精度分析。利用i GMAS的10个国内跟踪站BDS-3卫星的观测数据,从B1I单频和B1I/B3I双频两种模式开展标准授时试验,以基于PPP-B2b精密产品的精密单点授时结果作为参考,分析了BDS-3标准服务的授时精度。试验结果表明:对于B1I单频,BDS-3标准授时结果受电离层延迟和接收机硬件延迟影响较大,且硬件延迟与接收机类型相关,标准授时结果的对比精度优于10ns;对于B1I/B3I双频,BDS-3标准授时结果与PPP授时结果差值的RMS较B1I单频授时结果显著降低,双频授时结果的对比精度优于6.5ns。研究工作可为i GMAS开展基于多监测站的北斗授时性能监测提供一定参考。

关键词： BDS-3 精密单点定位服务 PPP-B2b 精密时间传递授时精度

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某型卫导终端设备授时精度超差故障分析

航空维修与工程 2022年第6期 74-76页

作者：曹佩武冯云孔琦军蓝科技集团总公司

针对某型卫导终端设备在功能性能鉴定试验中出现的GPS、GLONASS工作模式下授时精度超差故障现象进行研究分析,查找故障原因,进行故障复现,提出改进措施并进行措施验证,对提高卫导终端设备工作可靠性和保持武器系统之间的时间同步具有重... 详细信息

针对某型卫导终端设备在功能性能鉴定试验中出现的GPS、GLONASS工作模式下授时精度超差故障现象进行研究分析,查找故障原因,进行故障复现,提出改进措施并进行措施验证,对提高卫导终端设备工作可靠性和保持武器系统之间的时间同步具有重要意义。

关键词：卫导终端设备授时精度变量

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北斗卫星导航系统单星授时精度分析

测绘通报 2019年第4期 7-10页

作者：张大众郑作亚刘一谷守周秘金钟李杰张涛山东科技大学山东青岛266590 中国测绘科学研究院北京100830 中国电科电子科学研究院北京100041 南宁市国土测绘地理信息中心广西南宁530021 国家测绘地理信息局第一大地测量队陕西西安710054

为研究北斗卫星导航系统单星授时精度,本文基于GPS单星授时原理,结合北斗卫星多种类型星座特点,编写了BDS单星授时软件。利用i GMAS站数据进行了试验,在对原始数据进行监测并将异常信息剔除后,将授时结果与中国测绘科学研究院北斗分析中... 详细信息

为研究北斗卫星导航系统单星授时精度,本文基于GPS单星授时原理,结合北斗卫星多种类型星座特点,编写了BDS单星授时软件。利用i GMAS站数据进行了试验,在对原始数据进行监测并将异常信息剔除后,将授时结果与中国测绘科学研究院北斗分析中心(CGS)钟差文件进行比对,分析了BDS不同轨道卫星(GEO/IGSO/MEO)下的BDS单星授时精度。结果表明,GEO卫星的授时精度为27.39 ns,IGSO卫星的授时精度为18.37 ns,MEO卫星的授时精度为18.62 ns。

关键词：北斗卫星导航系统单星授时 GEO MEO IGSO 授时精度

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北斗接收模块授时精度恶化问题研究

电子测量技术 2017年第11期40卷 133-137页

作者：刘洪源吴安国中国卫星海上测控部江阴214431

简要介绍了北斗接收模块的工作原理,结合使用现状,采用故障树分析法,对北斗接收模块授时精度恶化问题进行分析研究。经分析可知问题原因在于,模块接收通道无法自动释放而达到饱和,无法继续捕获卫星。通过升级基带算法软件,增加接收通道... 详细信息

简要介绍了北斗接收模块的工作原理,结合使用现状,采用故障树分析法,对北斗接收模块授时精度恶化问题进行分析研究。经分析可知问题原因在于,模块接收通道无法自动释放而达到饱和,无法继续捕获卫星。通过升级基带算法软件,增加接收通道释放函数的方法,能有效解决特殊环境下捕获卫星的问题,并通过测试验证了该方法的正确性和可行性,为提高北斗接收模块工作的稳定性,实现岸船时间同步、满足海上测控任务要求提供了可靠的保障。该问题的解决,对北斗接收模块的推广应用具有重要的意义。

关键词：北斗授时精度基带算法接收通道

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GNSS接收机授时精度检测方法

计量与测试技术 2016年第6期43卷 46-47页

作者：林学勇南京市计量监督检测院江苏南京210049

阐述了高精度授时的重要性;详细介绍了两种GNSS接收机授时精度检测方法及影响授时精度的原因分析,该两种方法分别适用于可直接/间接获取UTC时间和不能获取UTC时间条件下测试。

关键词：授时精度检测

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电磁干扰对GPS/北斗设备授时精度的影响

全球定位系统 2013年第6期38卷 26-30页

作者：焦海松万安民王博李晓莉李锋中国洛阳电子装备试验中心河南洛阳471003

分析了GPS和北斗授时的基本原理,并对授时设备的授时精度进行了测试和分析;通过设置卫星授时信号载频干扰环境,对授时设备在不同干扰环境下的授时精度进行了测试和分析,研究了载频干扰对测量装备授时精度的影响程度,为授时设备在复杂电... 详细信息

分析了GPS和北斗授时的基本原理,并对授时设备的授时精度进行了测试和分析;通过设置卫星授时信号载频干扰环境,对授时设备在不同干扰环境下的授时精度进行了测试和分析,研究了载频干扰对测量装备授时精度的影响程度,为授时设备在复杂电磁环境下的可靠应用提供了参考和依据。

关键词：电磁干扰授时精度影响

一种用于提升用户机授时精度的时钟准确度校正方法

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全球定位系统 2015年第5期40卷 30-33页

作者：戴群雄安云飞戎强中国电子科技集团公司第五十四研究所石家庄050081 河北省卫星导航技术与装备工程技术研究中心石家庄050081

基于卫星导航系统定位授时原理,分析了用户机时钟与系统时间钟差对授时精度的影响,提出了一种用于提升用户机授时精度的时钟准确度校正方法,即:根据系统时间良好的长稳特性对用户机时钟的准确度进行校正,减小用户机时钟与系统时间钟差,... 详细信息

基于卫星导航系统定位授时原理,分析了用户机时钟与系统时间钟差对授时精度的影响,提出了一种用于提升用户机授时精度的时钟准确度校正方法,即:根据系统时间良好的长稳特性对用户机时钟的准确度进行校正,减小用户机时钟与系统时间钟差,并提升钟差修正的精度,从而达到提升用户机授时精度的目的。通过实验验证了该方法的可行性与有效性。

关键词：时钟准确度钟差授时精度校正

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基于GPS共视的RDSS系统授时精度监测

基于GPS共视的RDSS系统授时精度监测

GPS欺骗信号对变电站时间同步装置的干扰分析与测试

第二届中国卫星导航学术年会

作者：赵鹤王红霞李艳艳任凌北京环球信息应用开发中心

目前,我国自主研制的RDSS系统（卫星无线电测定业务）应用领域不断延伸,但该系统在自身服务精度监测方面还缺乏有效手段,授时精度监测方面问题尤为突出。本文针对这一实际情况,介绍了一种利用GPS共视时间频率传递技术实现RDSS系统授时... 详细信息

目前,我国自主研制的RDSS系统（卫星无线电测定业务）应用领域不断延伸,但该系统在自身服务精度监测方面还缺乏有效手段,授时精度监测方面问题尤为突出。本文针对这一实际情况,介绍了一种利用GPS共视时间频率传递技术实现RDSS系统授时精度监测的方法,该方法在RDSS系统测试过程中的实际应用结D果证明是可行的。

关键词： GPS共视 RDSS系统授时精度

来源： cnki会议评论

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南方电网技术 2024年第4期18卷 88-95页

作者：刁卓朋伍国英李文祥龙晓雷尹酽洋谭俊阳刘刚广东电网有限责任公司广州供电局广州510310 华南理工大学电力学院广州510640

当前无人机诱骗设备发射的GPS欺骗信号对变电站自动化系统的安全问题尚未明晰。为此提出了一种全球定位系统(global positioning system,GPS)欺骗信号对变电站时间同步装置的干扰评测方法,理论分析了GPS欺骗信号对变电站时间同步装置的... 详细信息

当前无人机诱骗设备发射的GPS欺骗信号对变电站自动化系统的安全问题尚未明晰。为此提出了一种全球定位系统(global positioning system,GPS)欺骗信号对变电站时间同步装置的干扰评测方法,理论分析了GPS欺骗信号对变电站时间同步装置的影响。测量了无人机诱骗设备在不同发射功率下的欺骗信号功率强度及电场强度空间分布,实验验证了GPS欺骗信号对时间同步装置接收卫星质量与授时精度的影响,分析了无人机诱骗设备的发射功率以及其与时间同步装置GPS/北斗卫星导航系统(Bei-Dou system BDS)接收天线间的距离对授时精度的影响规律。结果表明:时间同步装置天线距离无人机诱骗设备10 m以外,GPS诱骗信号不会使时间同步装置进入守时状态;时间同步装置天线距离无人机诱骗设备60 m以上,GPS诱骗信号对时间同步装置的影响可忽略不计,为变电站安全稳定运行提供了参考依据。

关键词： GPS欺骗信号自动化系统时间同步装置干扰评测方法功率强度卫星质量授时精度