多通道单频GPS时间传递接收机NTSCGPS-1的性能分析

简要介绍了国家授时中心(NTSC)为我国综合原子时(JATC)项目研制的多通道单频GPS时间传递接收机NTSCGPS-1,并利用观测数据分析NTSCGPS-1的各项性能。分析结果表明,NTSCGPS-1的系统稳定性好,观测精度较高,并具有较好的兼容性,可用于JATC的复建工作。     

接收参数对GPS时间比对精度影响的比较分析

本中，采用多元线性逐步回归分析方法进行了接收参数－－信噪比（SN）、仰角（EL）、方位角（AZM）、电离层（ION）对GPS时间比对精度（在数据跟踪持续时间15分钟内取样平均时间为10秒的时间起伏均方差）影响的一些比较分析，结果表明：信噪比这个参数在多数情况中是影响GPS时间比对精度的主要因素。     

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。     

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。     

改进的国产GPS定时接收机的性能测量与分析

近几年,西安导航技术研究所生产了新型的GPS定时接收机,它在高频部件、线路结构、电源部件、防震装置和天线水平等方面进行了改进和更新。这种新接收机在上海天文台进行性能测量,并与老型接收机的性能进行比较,测量结果分析表明,新型接收机在信噪比、可靠性、接收缺损率和短期校频精度等方面都比老型接收机有较大提高,这种新型接收机适用于完成野外流动作业的高水平时间同步任务。     

陕台TTR—6接收机存在的问题及其对国际比对的影响

陕西天台（CSAO）用于国际时间比对的GPS接收机TTR－6存在的各种问题,诸如天线有不正常的方向特性,跟踪卫星的时间长度不够780s,有约7天周期的系统波动等等。这些问题在一定程度上影响了CSAO的钟参加国际原子时（TAI）计算时所进行的时间比对精度,也影响了TAI－TA（CSAO）的稳定度和UTC－UTC（CSAO）的准确度。章通过数据分析阐明了问题所在,并说明其影响。     

GPS时间比对数据的归化

根据时间实验室在不同时刻接收的GPS时间比对数据,采用三次样条函数的归化方法,本文给出了UTC 0^h的本地时间尺度与BlockⅠ和BlockⅡ卫星的GPS时间差,这些归化结果与世界上一些时间中心（国际计量局（BIPM）时间部、美国海军天文台（USNO）等）的结果比较表明：当取样时间为1天时,国际时间同步的不确定度优于50ns;SA(Selective Availability）效应的影响减少到50ns以内,因此,这种方法是一种精确的有效的方法。     

Motorola VP OnCore接收机的GPS数据接收软件

总结了Motorola VP OnComm接收机的几种数据格式。采用MAX232作为计算机串口和接收机输出口之间的电平转换接口器件,在MicrosoftVisualC 6．0平台上,利用MSComm控件开发了MotorolaVP OnCoreGSP接收机的数据接收软件。最后给出了数据拉媚的实例。 利用多通道共视实现纳秒量级时间传递系统的基础性工作,对于研制该系统具有重要意义。另外,该软件通用性较强,对于各种OEM板的GPS数据接收也具有实用意义或参考价值。     

GPS共视时间比对中的电离层时延改正问题

众所周知，GPS共视是目前国际上主要的时间传递比对技术，其中扣除电离层时延是很重要的一个方面。介绍了如何采用国际GPS服务中心(IGS-International GPS Service)公布的电离总电子含量(TEC-Total Electron Content)图来进行电离层时延改正。结果表明：对于单频GPS接收机，采用TEC图作电离层时延改正后的单站定时和共视比对精度比用理论模型作改正的精度有很大的提高。通过比较还表明，亚太地区的时间实验室之室的时间传递精度比欧美地区的要低，这可能是因为亚太地区用于测量TEC的IGS测站少，因而导致该地区的TEC的精度较低。     

基于GPS射频信号模拟的定时方法

针对采用GPS定时的设备提出了基于GPS射频信号模拟的定时方法,在不更改原有设备的情况下,可利用外部时间基准进行同步。首先建立卫星的轨道模型,模拟出卫星的导航电文;然后根据设备的位置模拟产生观测数据;再将导航电文调制到卫星的伪随机码上,根据观测数据计算出伪距,对调制的信号进行延迟;最后,通过正交射频调制得到GPS模拟信号。已建立的实验模型能实现以上模拟过程。测试表明,该方法可达到10ns级的定时精度。     

Trimble4000SST双频GPS定位仪的“零基线”检验

所谓“零基线”检验,就是将两台GPS接收机通过“功率分配器”连接到同一副GPS接收机天线上,并进行差分定位测量。在这个特殊的检验配置情况下,每一台接收机将接收到来自同一天线的完全相同的GPS信号。当进行差分定位解算时,将抑制大气传播影响、轨道误差、多路径效应和天线的缺陷.如此,两台GPS接收机之间的任何电性能的差异,便能得到完全的检验.我们给出了4台Trimble 4000 SST GPS接收机“零基线检验”的一些结果,提出了看法。     

GPS共视比对技术在综合原子时中的应用

为提高我国标准时间的准确度和稳定度,中国科学院国家授时中心(NTSC)自2003年开始与国内相关单位合作进行我国综合原子时(JATC)系统的建立与保持的研究。远地时钟间的比对是建立JATC的关键工作之一。为满足JATC对远地时钟间比对的需求,NTSC研制了单频和双频GPS时间传递接收机。     

基于UTC（NTSC）的GPS定时接收机时延测量

GPS提供了一种精密定时的方法,但接收机绝对时延的测量是一个难题,现有的测量方法成本高且难以操作,因而提出了一种GPS定时接收机时延测量的简单方法。这种方法根据国家授时中心保持的时间尺度UTC（NTSC）与GPS定时接收机输出的秒脉冲信号（1PPS）的比对结果,利用UTC（NTSC）的国际比对数据以及UTC与GPST的时差数据,可以测量GPS定时接收机时延,该方法简单易行。最后,对这种方法的测量误差进行了分析。     

特定电磁环境下“北斗一号”系统与GPS组合接收机天线的设计与评估

针对“北斗一号”（“BD-1”）系统与GPS系统组合接收机在特定电磁环境下的需求,设计了一种组合接收机天线。该组合天线融合了四臂螺旋天线（FHA）与GPS微带天线的特点,并考虑了天线的空间结构。设计的组合天线具有良好的电磁兼容性,仿真结果表明该天线对于接收“北斗”和GPS信号都具有较好的圆极化轴比和增益方向图。研制的组合天线在微波暗室测试中和实际使用中都取得了较好结果。     

利用微波通讯系统进行高精度时间传递--国家授时中心的微波时间传递系统

介绍了国家授时中心时间基准实验室与时频监控实验室之间的微波时间传递系统的特点和运行状态,分析了时间比对结果随时间的变化,并提出了改进该系统的建议。     

双频GPS接收机天线相位中心的测定

GPS接收机天线的相位中心,与厂家所确定的位置有偏差,在高精度定位测量中,是不容忽视的。讨论了用“旋转天线法”绘制GPS接收天线的相对相位方向图,来确定天线相位中心的原理方法.使用这种方法,天线相位中心位置的测定精度为1.5mm左右.