北斗三号非差组合载波相位时间比对性能分析

北斗三号全球系统已开始为全球用户提供稳定可靠的高精度定位、导航与授时服务。 本文基于我国国家标准时间频率 UTC(NTSC)系统,开展北斗三号非差组合载波相位时间比对性能分析,通过实测数据开展研究并试验了北斗三号非差组合载 波相位时间比对在零基线与长基线时间比对方面的性能,并在此基础上开展北斗三号与 GPS 融合载波相位时间比对试验。 结 果表明,零基线比对中,两接收机共钟比对钟差的标准偏差优于 0. 3 ns;长基线比对中,利用北斗三号非差组合载波相位时间比 对以及融合载波相位时间比对获得的亚欧两守时实验室之间的比对钟差与国际权度局基于 GPS 时间比对链路获得的钟差具 有较好的一致性,钟差的频率稳定度和时间稳定度与国际权度局发布的结果基本一致,且残差的均方根均优于 0. 25 ns,试验结 果满足亚纳秒量级的时间比对应用需求。     

不同比对方式下的洲际标准时间复现性能分析

中国科学院国家授时中心研制的标准时间复现系统具备支持洲际用户对标准时间频率信号的需求。 本文以位于欧洲 白俄罗斯明斯克的复现终端为分析对象,分析了共视、全视不同比对方式对复现时频信号性能的影响。 对于洲际范围的时间复 现,复现终端与参考端共同可视卫星数变少。 单一卫星导航系统可利用的共视卫星数明显减少,GPS / BDS 共视可明显增加可 视卫星数量,提高共视时间比对精度,全视比对对两地共同可视卫星数没有要求。 分析结果表明,单 GPS 全视比对就可以达到 优于 GPS / BDS 的共视比对复现效果。 受 BDS 卫星星间偏差的影响,基于单 BDS 全视比对的复现效果比 GPS 稍差,GPS / BDS 全视比对效果略有改善。 复现终端运行在 GPS / BDS 共视比对融合 GPS 全视比对模式复现的时频信号的性能最优,可以满足 洲际范围内 5 ns 的时间同步要求,为后续洲际大尺度范围的标准时间复现终端的运行模式提供参考。     

基于北斗的时间传递方法及其精度分析

GNSS时间传递技术是卫星导航技术在时间频率领域的重要应用,也是时间传递的主要技术手段之一。随着我国北斗卫星导航系统的不断建设,北斗系统在时间频率领域应用的研究也逐步深入。主要基于北斗卫星导航系统特有的IGSO、MEO、GEO卫星星座,开展了基于北斗共视和载波相位时间传递算法研究,研制了北斗时间传递软件包(PPTSlo),并对其时间传递链路精度、稳定度进行了定性、定量分析,实验结果表明北斗共视时间传递精度优于6 ns,北斗载波相位时间传递精度能达到亚纳秒-纳秒精度。     

卫星双向时间传递链路校准及其不确定度分析

卫星双向时间传递(TWSTFT)和GPS精密单点定位(GPS PPP)是目前全球守时实验室参与协调世界时(UTC)计算的主要时间比对技术,校准不确定度是当前限制高精度时间比对的关键因素。利用国际权度局(BIPM)的GPS移动校准站对中国科学院国家授时中心(NTSC)的TWSTFT链路进行校准测量。首先通过BIPM在NTSC的GPS移动校准站与德国物理技术研究院(PTB)建立GPS PPP时间比对链路,然后利用7 d的观测数据与NTSC-PTB链路的卫星双向时间传递结果进行比对,实现了对TWSTFT链路的校准。结果表明,TWSTFT链路的校准不确定度从校准前的5 ns减小到了1.5 ns,明显改善了UTC-UTC(NTSC)的不确定度。     

基于改进的卫星共视法的远程时间比对研究

为了解决标准卫星共视法中存在的两个局限性:一是其完整的观测周期为16 min,只有13 min有观测数据,存在3 min观测间隙;二是数据事后交换处理模式,导致比对结果生成严重滞后,不满足实时性的要求。本文提出了一种改进的卫星共视法,改进的卫星共视法不使用国际权度局规定的共视跟踪表,而是采用时间频率连续比对的方法,以10 min(或其整数倍)作为一个观测周期,并同时对观测数据进行处理,当一个周期结束时,立即进入下一个观测周期,去除了标准卫星共视法中每个观测周期内的观测死区时间,增加了观测数据量,实现了时间频率的连续比对。最后,文中利用改进的卫星共视法研制了一套高精度远程时间频率校准系统,并与标准卫星共视法比对结果进行了对比分析,得出零基线情况下,改进的卫星共视法授时精度达到0.295 ns,与相同条件下标准卫星共视法比对结果 0.554 ns相比有了提高。另外,在长基线条件下,改进卫星共视法的授时精度达到3.12 ns,频率稳定度天稳达到8.24 e-14。     

北斗卫星定位技术在车联网的应用

北斗卫星导航系统是我国自主研发、独立发展的全球卫星导航系统,也是我国第一个全球化的基础设施建设项目.它与美国的GPS、欧洲的伽利略、俄罗斯的格洛纳斯并称为全球四大导航系统.北斗卫星导航系统能提供高精度的定位、测速、授时、短报文通信、差分服务以及系统完好性信息服务,是我国经济社会发展不可或缺的重大空间信息基础设施.     

GNSS多系统PPP融合时间比对方法研究

随着全球导航卫星系统(GNSS)的建设和完善,多系统融合时间比对成为未来发展的趋势。基于中国科学院国家授时中心、捷克无线电工程和电子学院以及瑞典国家计量研究院3个国际重要守时实验室的时间基准系统中四系统GNSS接收机伪距与载波相位观数据,以及国际GNSS服务中心发布的多系统精密轨道和钟差等数据,开展GNSS多系统PPP融合时间比对方法研究。试验结果表明,GNSS多系统PPP融合可以有效增加可用卫星的数目,相对于单系统卫星观测数量提高了2倍以上,减少了多径误差以及观测高度角较低所带来的观测噪声等影响,改善观测站的卫星分布对于接收机钟差参数的影响,提高时间比对的稳定性和可靠性。在长基线时间比对的稳定度方面,GNSS多系统PPP融合技术解算的两地钟差的稳定度方面要优于单系统,对基于北斗、格洛纳斯以及伽利略系统的单系统PPP比对有较明显的提高,且提高在5%以上。     

基于软件接收机和间接链路的卫星双向时间比对性能分析

为改善卫星双向时间比对(TWSTFT)中的周日效应并探究其成因,利用当前ABS-2A卫星的亚欧国际双向时间比对网的冗余性,选取不同时段不同基线长度的卫星双向时间比对链路进行分析。首先将硬件SATRE TWSTFT结果与软件接收机SDR TWSTFT进行比较,然后将SATRE TWSTFT和以亚欧不同实验室为中继站得到的间接TWSTFT结果进行对比分析,最后以完全独立于TWSTFT的GPS精密单点定位(PPP)时间比对为参考,对上述计算结果进行性能评估。结果表明,SDR TWSTFT对亚欧以及亚洲SATRE TWSTFT时间偏差指标(TDEV)平均增益因子为1.75左右。以德国物理技术研究院为中继站的中国科学院国家授时中心和中国计量科学研究院之间的间接链路对直接链路的时间偏差平均增益因子为1.22。     

浅析全球卫星导航定位系统

近几年来,全球卫星导航系统(GNSS)在国家安全、经济及社会发展中发挥着愈加显著的作用,世界各主要大国竞相发展独立自主的卫星导航系统,我国的北斗卫星导航系统也步入从区域服务发展到全球服务的关键时期,建设我国的北斗系统应充分借鉴国外各卫星导航系统建设的成功经验。本文简要介绍GPS和GLONASS系统的组成特点与发展,并系统论述北斗卫星导航定位系统"三步走"发展情况与技术特点。     

基于不同共视周期的标准时间远程复现分析

传统卫星共视法的共视周期为16 min,其存在间断及数据处理滞后的特性。采用改进的卫星共视法,解决了传统卫星共视法存在间断,且不能灵活设置共视周期及实时输出比对结果的问题。基于标准时间远程复现原理,以国家标准时间UTC(NTSC)作为基准,基于UTC(NTSC)远程复现系统,能在用户所在地复现出与标准时间同步的时间频率信号,用户以高稳晶振作为复现终端的信号源,分析了不同共视周期下的远程复现结果,根据高稳晶振的特性,试验分别采取1、5及10 min作为共视周期进行标准时间远程复现,3种不同共视周期复现比对结果显示,复现信号与标准时间UTC(NTSC)的偏差均小于10 ns。共视周期为1 min时,高稳晶振的复现信号同步效果最佳,其所复现的信号与标准时间同步偏差小于5 ns,当取样间隔为10 000 s时,频率稳定度为2.72×10-13,10万秒时的频率稳定度为1.40×10-14,远优于高稳晶振自由运行的状态。     

北斗测距信号评估与精密单点定位应用研究

随着全球导航系统的建设和发展应用,我国北斗导航系统也开始逐步向全球用户提供高质量的定位、导航和授时服务。基于我国时间基准UTC(NTSC)系统,开展北斗导航系统测距信号评估与精密单点定位(PPP)应用研究。通过实测数据首先分析北斗测距B1、B2频点的信噪比以及周围观测环境所引起的多路径影响。同时,讨论了北斗精密单点算法,并利用实测数据以及GNSS服务中心IGS国际多模GNSS实验工程(MGEX)提供的精密轨道和钟差产品进行精密定位解算。结果表明,B2频点信号的接收性能优于B1频点,北斗精密单点定位计算的结果在X、Y、Z 3个方向上的误差基本保持在cm级,解算的本地时相对于IGST偏差的频率稳定度短稳达到了10~(-14)量级,与全球定位系统(GPS)精密单点定位性能基本相当,表明我国北斗系统可用于ns级高精度时间传递。     

北斗卫星天线相位中心改正在PPP中的应用研究

基于我国时间基准UTC(NTSC)系统,开展北斗天线相位中心(APC)改正在精密单点定位(PPP)以及高精度时间比对中的应用研究。通过接收机实测的北斗数据以及国际GNSS服务(IGS)中心提供的北斗精密钟差产品、轨道产品和IGS发布的多系统APC改正文件,进行北斗精密单点定位数据处理。结果表明,APC改正前后的精密单点定位X、Y、Z 3个方向上的误差均方根分别为0. 011 0、0. 021 2、0. 009 5 m以及0. 002 6、0. 007 1、0. 003 7 m,可以看出修正后的定位精度具有明显的提高。同样在零基线共钟时间比对以及远距离时间比对方面,两接收机同源零基线比对结果的标准偏差由未进行APC修正前的0. 148 2 ns降到修正后的0. 093 0 ns;远距离高精度时间比对结果的标准偏差从修正前的0. 302 9 ns降低到修正后的0. 266 8 ns,时间比对的短期稳定度也有所提高。因此,随着北斗系统的建设以及国际GNSS服务分析中心的相关北斗精密产品的不断完善,北斗的服务精度将越来越高。     

我国北斗卫星导航系统应用取得长足进展

正自我国北斗卫星导航系统2012年12月27日正式启动区域性服务以来,北斗应用在多个领域和地区取得长足进展,北斗产业增长势头强劲。据介绍,目前,我国北斗基础核心产品的研发取得突破性进展,具有自主知识产权的北斗/GPS双模芯片在可靠性、稳定性、灵敏度等方面进一步提升,市场实用化步伐加快,先后推出多款芯片、天线、高精度OEM板等产品,并在交通、气象、渔业等行业开始规模化应用。     

我国自主研发新北斗探空系统

<正>近日,我国新研制的北斗探空系统已达到世界先进水平,体现出优异的探测可重复性水平,设计工艺已趋于成熟。这使得我国高空气象观测系统在天气预报和气候监测中发挥着越来越大的作用。北斗卫星导航系统是中国正在实施的自主研发、独立运行的全球卫星导航系统。目前已完成4颗试验卫星和16颗北斗导航卫星的发射和运营,导航范围覆盖了远东主要区域,预计2020年完成全部卫星的发射,     

GPS共视接收机恒温系统的研制

温度变化对于利用GPS共视技术进行高精度远程时间比对的影响是不容忽视的.结合GPS共视接收机的工作特点,研制了与之相适应的温度控制系统.该系统使用数字式温度传感器DS1624为测温器件,选用自适应PID控制算法为系统温度控制算法,电路设计上采用基于I2C总线设计和防电磁干扰设计;因此系统具有电磁干扰小、实时性好、可靠性高和控温精度高等特点.测试结果表明该系统控温精度可达5℃,可满足GPS共视接收机的工作需求.     

基于北斗/GPS的远程监控方法分析

北斗/GPS远程监控方法可实现在汽车运行过程中的各项数据信息的收集与储存,可实现汽车的防盗干预,实现汽车的远程监视,也有利于依靠无线形式进行监控指挥中心的数据交流,实现数据的远距离传递和信息的交换。当前,市场中所流行的车载终端系统大都是建立在GPS导航系统上的,随着我国科技水平的不断提升,我国北斗卫星定位系统内容完善度不断提升,北斗卫星导航方式的应用效果也愈发显著。尤其是车辆依靠北斗卫星定位方式工作,可实现车辆的有效定位,本文就基于北斗/GPS的远程监控方法进行论述分析。     

基于北斗系统的浪流发电装置及监测系统设计CSCD

因海洋能不稳定、难以实现独立或并网供电,上海海洋大学将波浪能和潮流能进行耦合发电,成功研制出具有原创性的浪流一体化柔性浪轮式发电装置,发电装置远离海岸且海洋环境恶劣无人值守,应用导航系统进行实时定位及监控十分必要。分析了北斗卫星导航系统在海洋监测中运用的必要性,设计了基于北斗系统的浪流发电实时监测系统及通讯系统。实际应用表明北斗卫星导航系统以其高精度、高接收率、全天候、具备短报文通信功能等特点,在海洋能发电实时监测中有着不可替代的优势。     

基于北斗系统的浪流发电装置及监测系统设计

因海洋能不稳定、难以实现独立或并网供电,上海海洋大学将波浪能和潮流能进行耦合发电,成功研制出具有原创性的浪流一体化柔性浪轮式发电装置,发电装置远离海岸且海洋环境恶劣无人值守,应用导航系统进行实时定位及监控十分必要。分析了北斗卫星导航系统在海洋监测中运用的必要性,设计了基于北斗系统的浪流发电实时监测系统及通讯系统。实际应用表明北斗卫星导航系统以其高精度、高接收率、全天候、具备短报文通信功能等特点,在海洋能发电实时监测中有着不可替代的优势。     

一种卫星双向时频传递设备时延差的标定方法

利用卫星双向时间频率传递方法可以实现精度优于1 ns的远程时间同步。卫星双向设备时延差是影响双向比对结果的一项主要误差。目前,国际上通用的方法是利用一套可移动的双向校准设备实现对两套卫星双向设备时延差的校准。该方法存在设备成本高、占用通信卫星资源且对天气条件要求较高等问题。随着i GMAS站和其他监测站点的建设,越来越多站点的接收机监测数据资源可用。提出一种利用各站点监测数据实现对卫星双向设备时延差的校准方法。当卫星双向比对两地同时具有监测数据可用时,可以通过事后数据处理的方式校准两地卫星双向设备的时延差。校准的主要思路是利用精密星历、钟差和电离层产品,从每颗星的伪距测量值中扣除传播路径中的各项延迟,得到本地与导航系统时间的时差。通过对所有可见星的时差结果进行加权、滤波,并扣除接收机间的相对时延,得到比对两地的全视站间钟差。最后,通过与同时段的卫星双向结果进行比较,得到两地卫星双向设备的时延差,校准精度优于1 ns。虽然该方法无法实现亚纳秒量级的校准,但是可以较为简单地标定出两地卫星双向设备的时延差,可以满足纳秒级的时间同步应用需求。     

北斗地图APP预计5月1日上线

正导航精确到具体车道,位置精确到厘米!以前,我们无法想象离开GPS的生活会是怎样。手机导航,微信共享位置,找街头美食的地图等等各种导航,美国的GPS几乎垄断了一切。如今,北斗国内布局越来越强大,GPS要靠边了!据媒体报道,北斗卫星导航系统进入全球组网的密集发射阶段,"全国一张网"一期已正式通过验收,可在中国的21个省份提供实时动态厘米级精准定位服务。