卫星导航定位系统时间同步技术研究

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卫星导航定位系统时间同步技术研究

作者:朱克家 周田 马江威 吕京龙 来源:《电子技术与软件工程》2015年第15期

摘 要

时间测试是卫星导航定位系统测量距离的基础,而确保卫星定位和定轨的前提则是各观测量时间的同步性,所以,时间同步技术是卫星导航定位系统发展建设的关键环节。本文就当前卫星导航定位系统常用的时间同步技术进行研究,对其工作原理等相关情况进行分析。 【关键词】卫星导航定位 时间同步技术 常用技术 分析研究

随着国民经济的不断发展和军事战争的现代化,二者对卫星导航定位的依赖性也逐渐加深,使得卫星导航定位已经成为了当今社会必不可少的一项重要组成。我国为了满足民生发展的需要,于上世纪末建立起了导航定位试验系统,并应于与各项领域中。虽然卫星导航定位在应用时不需要考虑到时间同步性的问题,但是,时间同步技术在卫星导航定位的建设与运行维护中占有重要的地位,是其中的一项关键性技术与基本工作,其技术的好坏将直接影响卫星导航定位的工作性能。

1 卫星导航定位中时间同步原理 1.1 时间同步技术的起源

卫星定位主要分为测角定位与测距定位两种类型,根据卫星数量以及定位原理的差别,测距定位可以分成单星定位、双星定位与多星定位。就测距定位本身来讲,其所有的卫星观测量都应该统一到一个固定的时间基准上,这个时间基准就是我们所说的系统时。卫星定位系统中的系统时,使其时间同步的时间基准,一般情况下,该系统时都是有设置在地面上的主控站钟组组成的。

1.2 时间同步技术的作用

卫星导航定位对时间同步的精准度和精密性的要求十分之高,其时间上的误差要控制在几纳秒之内,这种时间同步精确度的要求,即使是目前工作性能最好的铯钟,在长年累月的工作中,其钟漂存在的时间误差,也会远远大于卫星导航定位对时间同步性的严格要求。因此,需要采用时间同步技术来从地面上获得卫星钟差的参数,然后,将获得的钟差参数利用导航电文播发给使用该系统的用户,最后,用户再通过钟差修正的参数和模型来对钟差进行计算与修正。卫星钟可以直接表示卫星导航系统信号时标,由于卫星导航系统中使用的卫星钟,其走时不可能是绝对稳定的,所以,存在卫星钟漂移的现象。此外,由于卫星处于太空中,所以其运行卫星钟的运行还会受到太阳、地球和月球自身重力磁场的影响,这就会导致卫星钟出现误差。卫星钟的误差是导致定位测距出现误差的主要原因。因此,为了能够使卫星信号产生主动

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