一种基于差分的长波授时方法研究

长波授时具有覆盖范围广、信号传播稳定、抗干扰性能好的特点.长波授时的关键是精确计算长波信号在传播路径上的时间延迟.由于长波传播路径的复杂性以及气象条件的实时性变化,传统的时延预测方法难以实现较高的授时精度.借助于GPS信号,长波定时接收机可以间接获得较精确的传播路径时延.利用长波覆盖范围内相距不远的两接收点具有空间相关性以及传播路径上的电参数近似的特点,计算分析两接收点上传播路径时延的相关系数.在此基础上,提出了一种利用差分进行长波高精度授时的方法,该方法就是利用基准站上预报的差分改正数修正用户点上的传播路径时延.计算结果表明:差分修正后,传播路径时延的预测精度得到一定程度的提高,差分效果明显.这种长波差分授时计算方法可以有效利用传播路径上的公共误差,改善长波时延预测精度,提高长波的授时精度.     

无线电长波传播时延的测量

为了在长波授时与导航系统中,进行传播时延的修正,研究电波传播时延修正的理论及方法,及通过传播时延的测量测定土地等效导电率等,必须对电波传播的时延进行精确的测量。利用飞机搬运原子钟方法就是一种高精度的测量长波传播时延的方法。一九七八年十月至十一月进行的3262工程电波传播搬运钟试验,采用飞机搬运铷原子钟测量了我国不同传播路径上许多地点长波天、地波传播的时延,测量的精度为±0.14μs。下面我们就这次实验中传播时延的测量问题进行分析讨论。     

罗兰C地波定时精度变化的分析(摘要)

1 定时精度计算方法罗兰C地波定时精度既受发射和接收设备时延的影响,又受到信号传播路径的影响。传播路径时延一般认为只受传播路径上大地导电率和大气折射率的影响。时号时延误差包括系统误差和随机误差,系统误差可通过理论计算和搬运钟比对方法校正;随机误差     

长波授时中地波传播时延的予测

长波无线电波(30～300KHz),尤其是地波传播,由于衰减小,不受电离层的影响,相位稳定,因而被广泛用于通讯、导航与授时。目前,国际上已建立的罗兰—C导航系统就是一种利用长波的高精度远距离导航系统,同时也是高精度授时系统。还有许多专门用于通讯,发播标准时间与频率的长波台。我国已经建成的12KW(脉冲峰值辐射功率)长波台,和正在建设中的1200KW长波台也是用来发播标准时间与频率的,待付台建成后也可用于导航。利用长波信号进行定时和同步与导航不同,在象罗兰—C这样的双曲线导航系统中,测量的是两条路径上的传播时延差,地面特性对传播时延的影响,在一定程度上是     

大地坐标的变换与长波传播距离计算

利用长波定时,要求距离计算达到来级精度。本文提供了坐标系统的变换公式,以达到在同一椭球面上进行距离计算。换算到WGS—72椭球面上的坐标值与直接测定的坐标值(在WGS—72椭球面上)相差甚微,两者分别计算到Y台的时延仅有0.017μs的差异。可以满足Loran—C地波传播距离和时延的计算精度。     

关中平原大地等效电导率的间接测量

为准确预报地波传播时延,用电波传播法对关中平原的大地等效电导率进行了间接测量。阐述了电波传播法的测量原理和方法,第一次给出关中平原大地等效电导率的间接测量结果,同时,给出了中国科学院国家授时中心临潼科研楼参考点的BPL信号传播时延测量结果,并对这些测量结果进行了精度分析。     

对LF电磁波传播时延实测值准确度的讨论

关于 LF 电磁波传播时延实测值与计算值不一致性的问题,日本 Shigetaka Hjima 先生从收、发两地坐标改正和分析 LF 定时接收机天线时延的角度作过论述,本文试图从授时控制 LF 定时及接收机设备时延两个方面进行探讨。根据1978～1981年三次搬钟实验结果,上海天文台、陕西天文台利用“交响乐”卫星和巴黎天文台进行时间比对的结果(1979年6月18日～27日)以及 Shigetaka Hjima 先生在《日本的时间与频率》一文中所公布的搬钟实验资料。分析这几次实验所反映的 LF 地波传播时延实测值与理论计算值的一致性(偏差小于1μs)与不一致性(偏差大于1μs)的情况和其中的原因,认为这种不一致性的主要原因是由于 LF 时号的发射天线电流相位超前于主钟秒詹号。本文讨论了 LF 定时接收机时延采用值和实测值问题,及其对授时台控制和时间同步准确度的影响.强调了正确测定 LF 定时接收机系统时延值的重要性。     

预测地波定时信号传播时延的经验方法

在参考文献（２,３）的基础上,提出了含有大山区的复杂陆地地波路径的分段和确定各段路径等效电导率σｃ的方法,给出如何利用接收点场强实测值和已有的理论色散修正曲线（δｔ－ｄ）＾（６）近似计算色散修正值的方法,并对４条含大山区的复杂路径信号传播时延实测值ｔｇ＾－（收）与预测值ｔｇ进行比较,结果表明：路径分为３段等效时的预测准确度要比整段等效高得多。     

BPL时号定时校准原理和方法

为保证BPL长波授时时号(以国家授时中心(NTSC)保持的UTC(NTSC)为基准)的准确度,必须对该时号进行定时校准(确定发射时号与发播工作钟同步时定时校准信号的相位)。阐述了定时校准的原理和方法。与传统罗兰-C系统校准方法不同,该方法选择发射天线电流取样信号基准过零点而非定时控制单元基本定时信号为定时校准点,消除了因锁相控制精度不足引起的误差,提高了时号精度。该方法可以作为罗兰-C授时系统的通用校准方法。     

第二章 长波定时

一、低精度定时定时就是我们常说的时间同步。顾名思义,时间同步就是使本地的时间与标准时间一致,或者利用一个参考标准,使不同地点的时间一致。 BPL长波授时台除以一定的重复周期发射脉冲组之外,在秒信号与脉冲组不相重合时,还加发秒脉冲。利用BPL台进行定时的用户可以分成低精度用户和高精度用户。低精度用户     

低频时间信号周期修正项的扣除和时延、场强的色散修正

本文从理论上说明用定时接收机接收低频时间信号进行台站时间同步时周期修正项是30.18(≈30.2)μs而不是30μs;说明在—定的条件下脉冲色散对信号时延和场强测量的影响。导出定时信号色散影响不能忽略时场强和时延的修正公式。     

100kHz地波计算方法比较

对于无线电授时、导航来说,地球表面大地电特性非常重要,可以用地波衰减法测定大地等效电特性.目前有若干种方法可用于计算100kHz地波场强衰减和二次相位因子随传播路径的距离、大地电特性和大气折射指数的变化.对几种方法计算的结果和采用的参数作了比较和讨论.结果表明:对于1000km距离的均光滑的地球表面的地波传播而言,中国电波研究所的结果与国际电联有关建议书符合得最好.     

BP L在几条路径上的传播时延和大地等效电导率

本文分析了1984年用搬钟的方法实测 BPL 信号传播时延和场强的结果,得出了在信号地波复盖范围内,根据信号的场强预算传播时延可获得很高的精度,提出了计算时地波传播路径合理分段的基本原则,提出了尚未解决的大城市高大建筑物对信号时延的影响问题。     

BPL长波授时系统定时控制方法

中国科学院国家授时中心BPL长波授时系统现代化技术改造的核心是用一部固态发射机替代两部电子管发射机.结合固态发射机工作原理和罗兰-C脉冲信号定时控制特点,提出了BPL长波授时发播信号时刻控制方法,并对发射机输出信号控制精度进行了初步估算.结果表明,该控制精度符合项目任务书中对定时控制精度在±100ns之内的要求.     

非坐标方法确定卫星时间信号的传递时延

在卫星电视授时系统方案中，为确定标准秒信号从发射站经卫星到用户接收站的传播时延值，需要知道收、发地面站及卫星的坐标，所以，在高精度的卫星电视授时系统中，需要建立高精度的同步卫星定位同。本文提出在没有卫星定位同的条件下，用非坐标方法来确定卫星时间信号到用户的传递时延，其授时精度为几μｓ。     

我国西部罗兰台站定位性能分析

罗兰导航系统(Long range navigation)是全球卫星导航系统的有效备份和补充.罗兰信号以地波形式沿地球表面传播,随着传播距离的增加,地波信号受到地面电参数的影响会出现一定程度的传播延时,信号的场强也会逐渐减弱.为分析我国西部罗兰台站的定位性能,从理论角度分析了不同介质类型中二次时延随距离的变化关系,并结合电磁波传播规律计算了场强随距离的变化.根据罗兰接收机最低性能标准,分析了西部台站的覆盖区域以及定位范围,计算了定位区域内的几何精度因子,结果显示定位范围内大部分区域的几何精度因子小于6.在计算区域内仿真西部台站定位误差,分析结果表明:就定位而言,西部台站几何布局较为合理,但是由于二次时延的影响,纬度和经度方向定位误差较大,必须采用差分等抑制观测误差的方法提高定位精度.为扩大西部罗兰台站的定位覆盖区域,接收机的接收能力有待提升.     

大气层对GPS信号传播影响的规律之探讨──关于广州地区大气层对GPS系统定位定时影响问题研究之二

大气层对ＧＰＳ信号的传播有时间延迟作用，时廷将影响ＧＰＳ系统的定位和定时精度，且随气象因素的变化而变化．本文根据３年有关的气象资料，采用大气指数模型分析了广州地区大气层随昼夜变化、季节变化和太阳活动变化对ＧＰＳ信号传播时延影响的变化规律．分析得知，在信号垂直传播时，大气层对ＧＰＳ信号传播的影响，用距离表示．最大时为２．６９１ｍ，最小时也会产生１．９９３ｍ的误差；如果信号斜传播，误差因仰角因素将更大．     

2000—C接收机的幅度校准—用2000-C接收机测量低频脉冲场强

一、前言长波授时台发播的信号是以一定速率重复的脉冲组,单脉冲波形为指数不对称型,载顷为100KHz。为了测量其幅射功率、信号场强,就需要脉冲场强计,但至今还没有专门测量此种信号的脉冲场强计,因此不得不采用别的办法。测量场强就是测量天线上感应的信号的幅度。测量脉冲幅度的方法有多种,象示波器法、脉冲展宽法、偏压补偿法等等,但较好的方法是同步取样、直流显示法。我们知道,2000-C型定时接收机具有幅度选通电路,这个电路能在相位选通脉冲前90°或后90°(刚好是在100KHz载频的峰值)产生1μs宽的幅度选通脉冲,幅度选通电     

说明

<正>中国科学院国家授时中心承担国家的授时任务,保持着我国高精度的原子时基准,负责目前由国家授时中心(NTSC)、上海天文台(SO)、北京天文台(BAO)、测量与地球物理研究所武昌时辰站(WTO)和北京无线电计量测试研究所(BIRM)共同组成的我国综合原子时TA(JATC)的归算工作,通过专用长、短波授时台发播我国的标准时间与标准频率信号,并通过本刊向用户提供广泛的授时业务信息。表A、B、C分别给出了我国BPL长波授时台时间信号、BPM短波授时台的UTC(记为BPMc)和UT1(记为BPM1)时号、中央电视台在我国广播卫星转发的电视信号中插入的时间信号,以及美国罗兰C西北太平洋链导航信号中标志时间的信号、美国导航星全球定位系统(GPS)的时间信号等,相对国家授时中心协调世界时系统UTC(NTSC)的发播时间。除B表所列的卫星电视时间信号目前尚无法确切确定传播时延而直接提供临潼的实测数据外,其他授时信号的改正数均已进行过传播时延等必要的改正。     

说明

<正>中国科学院国家授时中心承担国家的授时任务,保持着我国高精度的原子时基准,负责目前由国家授时中心(NTSC)、上海天文台(SO)、北京天文台(BAO)、测量与地球物理研究所武昌时辰站(WTO)和北京无线电计量测试研究所(BIRM)共同组成的我国综合原子时TA(JATC)的归算工作,通过专用长、短波授时台发播我国的标准时间与标准频率信号,并通过本刊向用户提供广泛的授时业务信息。表A、B、C分别给出了我国BPL长波授时台时间信号、BPM短波授时台的UTC(记为BPMc)和UT1(记为BPM1)时号、中央电视台在我国广播卫星转发的电视信号中插入的时间信号,以及美国罗兰C西北太平洋链导航信号中标志时间的信号、美国导航星全球定位系统(GPS)的时间信号等,相对国家授时中心协调世界时系统UTC(NTSC)的发播时间。除B表所列的卫星电视时间信号目前尚无法确切确定传播时延而直接提供临潼的实测数据外,其他授时信号的改正数均已进行过传播时延等必要的改正。