用于JATC的GPS CV时间比对中的数据处理

GPS CV(共视)时间传递技术将在重建的我国的综合原子时(JATC)系统中起重要作用。介绍了GPSCV时间比对中共视数据的选取和消除观测数据中的随机噪声的方法，对GPS共视时间比对中的电离层时延改正和几何时延改正方法作了阐述，给出了对NTSC(中国科学院国家授时中心)与CRL(日本通信研究所，现已更名为国家信息和通信技术研究院(NICT))两个时间实验室之间的共视比对数据的计算结果。     

网平差在TAI计算中的应用

截至目前，用于TAI计算的GPS共视时间传递链路采用固定链路，以CRL、NIST和OP作为3个主要中心站，形成一个连接全球约50个时间实验室的时间比对链路，采用固定链路是为TAI计算方便，而人为规定的，具有简单、工作量较小等特点，但是整个TAI GPS共视时间比对对这3个中心站的依赖度过高，一旦这3个中心站不能正常观测，将影响TAI的计算，就GPS共视法这种技术本身而言，可支持任意链路的时间比对，并可形成网络化的比对结果，在TAI计算时，对GPS共视比对结果，采用网平差处理技术，可提高TAI计算的可靠性，避免因中心站观测故障而导致一个区无法参加比对的情况发生。     

GPS国际时间比对结果的分析

根据国际计量局（BIPM）时间部和国内外一些实验室（USNO，CRL，TAO，CSAO，SO）的时间公报上公布的GPS时间比对数据，我们用三种方法（单站、飞越、共视）对GPS时间比对的时间测量精度和频度测量精度进行了比较分析，得到了如上一些结果。1、最近三年（1989－1991）的GPS时间比对精度的平均值（数据取样时间为1天，按月单星计算结果后再多星结果平均，然后每年12个月平均）从40－60ns提高到20－30ns。2、在实验室设备（接收机和钟）性能优良的条件下，1991年的GPS时间比对精度的结果是很好的：（1）单站法的结果为12.6－44.0ns，平均值为21.6ns；（2）飞越法的结果为14.4-33.8ns，平均值为18.5ns。（3）共视法的结果为7.7-25.4ns，平均值为13.5ns。3、取样时间为1天和10天的GPS时间比对的频率测量精度分别为1－3×10^－13和3－8×10^－14。在频率稳定度模型中，取样时间为1－4天时的贡献主要是调频白噪声，取样时间为5－10天时的贡献主要是调频闪变噪声。     

TAI 计算的变化

从1999年7月的资料开始,TAI 的计算中,对于长距离 GPS 共视比对结果将不再用电离层时延实测值,改用由国际 GPS 服务(IGS)提供的电离层模型。自 BIPM 采用 GPS 共视规范后,全球参加 TAI 计算的时间实验室的 GPS 共视观测资料按地区分别与 NIST、OP 和 CRL 进行比对(不作电离层改正)。该三站之间的     

时间传递接收机天线坐标的检测方法

讨论利用全球定位系统 (GPS)共视观测数据 (GGTTS格式 )测定接收机天线坐标的原理和方法 ,采用此方法 ,发现日本国家计量研究院 (NRLM )、墨西哥国家计量院 (CNM )、土耳其国家计量院 (UME)在进行TAIGPS共视观测时采用的GPS接收机天线坐标存在明显偏差。经坐标偏差改正后 ,日本国家计量研究院与日本通信综合研究所 (NRLM CRL)、墨西哥国家计量院与美国国家标准、技术研究院 (CNM NIST)、土耳其国家计量院与法国巴黎天文台 (UME OP)的比对精度分别由 1 8.6ns、7.0ns、2 83.0ns提高到 3.0ns、4 .5ns、4 .7ns。     

用于JATC远程时间比对的双频GPS接收机

中国科学院国家授时中心为“我国综合原子时（JATC）建立与保持的研究”项目研制的双频多通道GPS时间传递接收机NTSCGPS-2，不仅具有远程时间比对的功能，还增加了我国综合原子时需要的本地钟比对功能和精密定位功能。在不增加其它比对设备的情况下，满足JATC项目对远程时间比对的要求。NTSCGPS-2具有如下性能特点：（1）采用双频观测，可实测电离层时延；（2）远程（西安-上海、西安-澳门）时间比对精度达到2ns；（3）具有本地钟间的比对功能，在正常共视观测的同时，还可进行2个本地钟间的比对；（4）具有精密定位功能，相对定位精度为5cm。     

基于不同轨道类型BDS卫星的载波相位共视时间传递分析

基于北斗卫星导航载波相位共视(BDS CP(CV))时间传递模型,使用IGS多GNSS试验先导项目(MGEX)提供的精密轨道和钟差产品,研究分析GEO,IGSO和MEO 3种北斗在轨卫星进行时间传递的不确定度。实验结果表明:相对于双向卫星比对结果和光纤比对结果,基于IGSO载波相位时间传递结果的标准差较好,相对于双向卫星比对结果,西安—长春观测数据比对结果的标准差中IGSO较好,可以达到0.39 ns;相对于光纤比对结果,西安—临潼观测数据比对结果的标准差中IGSO较好,可以达到0.18 ns;基于GEO和IGSO的载波相位时间传递结果的稳定度比基于MEO的较好。     

基于CGGTTS的北斗3号系统时间性能评估

依据国际时间频率咨询委员会(Consultative Committee for Time and Frequency, CCTF) GNSS (Global Navigation Satellite System)时间比对工作组制定的时间传递标准(Common GNSS Generic Time Transfer Standard Version2E, CGGTTS_V2E), 针对GNSS接收机观测到的伪距信号开发了数据处理软件, 用于生成标准格式的CGGTTS文件, 并对其可靠性进行了验证. 结果表明, 与sbf2cggtts软件生成的CGGTTS文件相比, 在同一历元下, 分别利用相同GPS和BeiDou-2卫星观测值计算的星地钟差值基本一致, 互差绝对值不超过0.5ns的差值分别占总数的96%、94%. 以中国标准时间UTC(NTSC) (Coordinated Universal Time (National Time Service Center))为参考, 利用数据处理软件分别对BeiDou-2和BeiDou-3卫星的B1I和B3I双频消电离层组合观测值处理并生成标准格式的CGGTTS文件, 通过分析其星地钟差参数对BeiDou系统时间的性能进行评估. 结果表明, 与BeiDou-2相比, BeiDou-3系统时间的内符合精度提高约28%, 且1 d以上中长期频率稳定度明显优于BeiDou-2.     

An algorithm for a near real-time data processing of GPS common-view observations

Near real-time transfer of GPS common-view data is no longer a problem, but near real-time data processing of the data still calls for study, because it is not yet achieved by the usual smoothing and filtering techniques. Based on the characteristics of the GPS common-view data, a Kalman filtering algorithm is designed for estimating the time difference between two sites, while greatly reducing the observational noise. The algorithm is applied to the time difference between the National Time Service Center (NTSC) of China and the Communications Research Laboratory (CRL) of Japan (Over 2000 km apart), and to that between the CRL and the Korean Research Institute of Standards and Sciences (KRIS) (over 1000 km apart). The root mean square errors of the results obtained by the Kalman filter relative to those obtained from the Circular T of BIPM are less than 2.9 ns and 2.6 ns, in the two cases. Further, it is pointed out that, when multi-site data within a common-view network are available we can further improve the accuracy of the time comparisons by indirect observation adjustment. This statement was justified by application to the data from all three stations, i.e. NTSC, CRL, and KRIS.     

灰色模型用于卫星钟差长期预报的性能研究

利用灰色模型对GPSRb钟和Cs钟进行了长期预报,并与常用的二阶多项式模型预报进行比较,结果表明:灰色模型对GPSCs钟进行长期210d(天)预报时精度高达ns量级,对GPSRb钟的预报精度在10ns量级,明显高于二阶多项式模型的预报精度,满足实际应用中的精度要求。     

Real-time Solution of Atomic Clock Operating Parameters Based on Adaptive Kalman Filtering

The real-tine and accurate knowledge of the operation of an atomic clock is of great significance to satellite navigation and time keeping. In the light of the problems which exist in the real-time solution of the atomic clock operating parameters by means of the standard Kalman filtering, the method for applying the adaptive Kalman filtering model based on the prediction residual to the real-time solution of the clock parameters is proposed. An adaptive factor is constructed by the model based on the standard Kalman filtering model so that the accurate and reliable estimates of the operating parameters may be given rather fast after the frequency modulation or phase modulation of the atomic clock. Finally, in combination with the 3 computational examples of the work on the navigation and time keeping, the effectiveness of the method is verified.     

利用GPS时间传递数据修正接收机天线坐标

在采用ＧＰＳ进行共视时问比对过程中，当两站位置相隔不大长（小于１０００ｋｍ）时，由于卫星轨道误差、电离层和对流层延迟修正的误差可减少至只有几纳秒，可以主为接收天线位置的误差是其主要误差来源．利用ＧＰＳ本身的时间比对数据，不必增加别的数据来源和设备，采用相对定位的方法可提高定位精度，从而提高时间比对的精度．本文利用日本（ＣＲＬ）和北京天文台（ＢＡＯ）之间五天的共视时间比对数据，对（ＢＡＯ）的天线坐标进行修正．在水平方向和高程方向的修正偏差分别为２．９ｍ和５．６ｍ．如果试验数据足够，修正６４效果会更好．     

用GPS秒信号锁定高频振荡器的方法研究

对用远距离传输的GPS秒信号锁定本地高频晶体振荡器的方法进行了探讨。介绍了高精度的时间数字转换器TDC(Time to Digital Converter)和对滤波的方法进行了探讨。为了降低成本又能够满足设计要求的精度，还考虑了双D／A转换的方法。有关的硬件系统已经通过了调试和一系列的测试和实验，在测量和控制精度方面，能达到设计的要求。此外，提出了这个系统有待解决的问题，如双D／A转换的非线性问题，Kalman滤波抗野值及继续提高精度的问题。     

嵌入式GPS/DR车载组合导航系统EKF算法软件设计

介绍一种嵌入式GPS／DR（全球定位系统／航位推算）车载组合导航（它通过GPS与DR的优势互补,提高了车辆导航系统定位数据的可靠性）的EKF（扩展卡尔曼滤波）算法软件设计方法。采用统计学原理剔除导航数据的粗差点,用扩展卡尔曼滤波进行导航参数的实时求解,采用EKF算法的GPS／DR组合导航系统有利于导航信息的稳定性、可靠性和实时性。