基于RT-PPP的低轨卫星实时高精度时间同步方法

实现低轨导航增强的关键前提是实现低轨星座的整网时间同步,本文针对低轨导航增强系统,提出了一种基于实时精密单点定位(RT-PPP)的低轨卫星高精度时间同步方法,以解决低轨星座实时高精度时间同步的问题. 本文分析了在处理过程中存在的各类误差,介绍了低轨卫星采用状态空间(SSR)改正信息通过精密单点定位(PPP)实现实时高精度时间同步方法的处理流程,将此方法应用于气象、电离层与气候星座观测系统(COSMIC)卫星实测数据的处理,并将该方法与采用广播星历伪距的方法以及事后精密星历的方法进行了比较分析. 结果表明:采用SSR改正信息PPP的方式对2颗COSMIC卫星进行GPS双频观测值的解算,得到的轨道误差的标准差在分米级,钟差误差标准差分别在2.4 ns和2.3 ns左右,可以达到纳秒级. 通过对不同方法解算的结果进行比较可以看出,采用SSR改正信息PPP的方法明显优于采用广播星历伪距方法的解算精度,且与事后精密星历PPP的方法解算精度相当.      

基于消息摘要加密的网络时间协议安全时间同步方法研究

目前,以网络时间协议(NTP)为主要的时间协议应用于有线网络中的时间同步,其在广域网中可以实现十几毫秒、局域网中实现几毫秒的同步精度. 然而,由于协议的开放性,其在无安全防护的情况下极易受到网络攻击,这给需要高安全的客户带来潜在的风险. NTP可以增加安全策略来应对可能的安全风险,将消息摘要(MD)中的MD5和安全散列算法(SHA)中的SHA-1引入NTP算法,有效地验证了数据完整性,防止数据包被篡改,以保证时间同步的安全性. 进一步,针对这两类算法提出对NTP包关键数据帧Hash加密,在保持良好同步精度的同时可进一步提高时间同步的安全性. 通过实验对比了MD5和SHA-1算法加入所带来同步效果的影响. 结果表明:在MD5和SHA-1算法加入后,NTP依然能保持毫秒级的同步性能,这对于实现NTP安全时间同步方法具有重要意义.      

实时温度补偿的 TD C时间间隔测量方法设计与实现

GNSS系统中时间间隔测量对于时频基准的完好性监测具有重要意义。本文针对T DC时间间隔受温度影响的特点,提出了一种适用于高精度 T DC测量的温度补偿方法。从理论上推导了该方法的实现原理,并通过仿真和实测数据进行了验证,结果表明：TDC通过补偿后样本测量值的标准偏差由270 ps降低到76 ps ,T DC测量精度得到较大改善。     

基于GNSS的晶振驯服方法分析

高稳定度、高准确度的频标在计量测试、测控通信、电信电力、金融等领域至关重要。GNSS驯服晶振结合了GNSS具有较高长期稳定度和晶振具有较高短期稳定度的优点,加之成本较低,获得了广泛应用。本文针对GNSS驯服晶振的特点,对比分析了最小二乘法、无偏滑动平均滤波法、Kalman滤波法等几种主要的晶振驯服滤波方法,并利用相同控制方法进行驯服仿真比对,给出了几种滤波方法的驯服性能差异,分析了其优缺点。本文可以为驯服晶振在GNSS授时接收机的应用提供技术借鉴。      

基于频漂校准的氢钟铯钟联合守时研究

在没有外部溯源链路,利用氢钟铯钟联合守时的情况下,针对注重短期稳定度的场合,加权平均算法分配铯钟权重较小,不能充分发挥铯钟长期稳定度的问题,论文提出一种两级卡尔曼滤波算法生成本地原子时:第一级卡尔曼滤波利用铯钟长期稳定度好的特性,计算氢钟的频漂并且对氢钟频漂校准,第二级基于频漂校准后的氢钟和铯钟数据采用单状态变量的卡尔曼滤波算法生成本地原子时. 实验结果表明,算法生成的原子时在保持短期稳定度的前提下,长期稳定度得到一定提升:十天稳的提升在10-15量级,月稳的提升在10-14量级. 说明论文所提出的算法生成的本地原子时长期稳定度更好.      

基于等效噪声模型的数字锁相环环路参数确定方法

理想情况下,数字锁相环(DPLL)的环路参数可以通过直接计算输入原子钟与压控振荡器(VCO)的相位噪声功率谱交点来确定. 但该方法不能考虑到锁相环(PLL)其他模块的噪声,这会导致输出性能恶化. 针对这一问题,文中从PLL模型出发,基于PLL环路传递函数和幂律谱模型,提出PLL模块噪声的等效方法. 该方法将PLL各模块噪声分别等效到输入和VCO的相位噪声上,使得PLL的噪声传递模型只含有等效输入噪声和等效VCO噪声. 然后可以直接计算两者相位噪声交点并设置合理的环路参数. 通过该方法确定的环路参数可以充分结合输入原子钟信号和VCO信号的相位噪声和频率稳定度特性,弥补了直接计算交点法不能考虑模块噪声的缺点. 实验表明:文中方法所选择的环路参数能使得输出信号具备良好的稳定度,可以为应用于净化原子钟信号的数字锁相装置环路参数的确定提供理论指导.      

一种时频信号相位补偿方法

为消除信号产生器内温度变化对信号相位的影响,提出了一种恒温控制和实时相位调整相结合的方法。在这种方法中,除恒温控制外,基于对信号产生器内部温度、相位测量值变化率、设备调相分辨率和相位波动指标等的分析研究,合理计算实时相位调整关键参数,进行实时相位调整,有效地减小信号产生器内部温度变化引起的相位波动,提高了输出端信号相位的一致性和稳定性。