CSAO多通道GPS／GLONASS接收机试运行结果

陕西天文台(CSAO)的多通道GPS/GLONASS接收机(R100/30T)自2001年6月起处于试运行阶段,经过系统调整和反复调试,两套接收机从8月8日以来取得正常接收结果.对两套接收机作了零基线共视比对,单通道GPS的单个记录的比对精度达±1.79ns;在同一时间多通道GPS比对平均值的精度达±0.82ns.GLONASS P码单通道的单个记录比对精度达±0.82ns,多通道平均值的精度达±0.57ns.上述精度与国际上同类型接收机相比较说明,CSAO的这两套R100/30T的质量较好(噪声小).CRL和CSAO的R100/30T数据的共视比对结果说明,把多通道GPS/GLONASS接收机用于远距离时间比对(尚未进行精密星历表改正),精度可以达到±4.79ns (GPS C/A码)和±2.27ns (GLONASS P码).     

NTSC时频比对中的Galileo E3总时延校准

为了提升时间传递链路的可靠性, 国际权度局(Bureau International des Poids et Mesures, BIPM)自\lk2020年起将Galileo时间比对正式作为UTC (Coordinated Universal Time)计算的备份链路, 因此对接收机Ga-lileo信号时延校准是全球各守时实验室参与UTC链路的必要工作. 以德国物理技术研究院(Physikalisch-Tech-nische Bundesanstalt, PTB)和中国科学院国家授时中心(National Time Service Center, NTSC)已校准的GPS (Global Positioning System)链路为参考, 将PT09接收机设为参考站, 对NTSC的NT02和NT05两台不同型号接收机的Galileo E3 (Galileo E1&E5a)总时延进行校准并验证. 结果表明: NT02和NT05 Galileo E3总时延分别为74.6ns和46.5ns, 校准不确定度均为3.5ns, 且校准时延比较稳定; NT02和NT05校准后与其他守时实验室已校准接收机的GPS P3和Galileo E3链路的共视比对结果基本一致; 以NTP3与其他实验室接收机GPS P3链路的共视比对结果为参考, 其偏差均值均小于1.5ns, 在校准不确定度范围内.     

基于1Mcps/s码速率的亚欧卫星双向时间比对性能分析

卫星信道租赁费是目前卫星双向时间传递(Two-Way Satellite Time and Frequency Transfer, TWSTFT)的主要成本之一.在2017年5月以前,参与UTC (Coordinated Universal Time)计算的亚洲-欧洲实验室之间进行Ku波段卫星双向时间频率传递一直使用2.5 Mcps/s码速率,带宽为2.5 MHz的伪随机码.为了在不影响时间频率传递性能的前提下降低成本,在欧亚间首次尝试采用1 Mcps/s码速率,带宽为1.7 MHz的伪随机码,进行亚欧卫星双向时间传递.并使用已校准的GPS PPP (Global Position System Precise Point Positioning)链路为双向链路进行间接校准.选择2018年12月的TWSTFT链路数据,分析链路性能发现,通过ABS-2A卫星,使用1 Mcps/s码速率构建的卫星双向时间比对链路的日频率稳定度达到10~(-15),时间稳定度优于0.3 ns.与已校准的GPS PPP链路数据进行验证分析,结果表明,使用1 Mcps/s码速率进行超长距离卫星双向时间传递与已校准的GPS PPP时间传递结果一致,与传统手段相比,其系统造价低,时间传递性能可以满足国际原子时计算的需求.     

双频GPS接收机多路径效应监测及仪器噪声分析

利用双频GPS接收机中的双频相位来监测伪距观测中的多路径效应，给出P码伪距、C／A码伪距中多路径效应的实例，及AS开放时AS对多路径效应的影响。     

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。     

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。     

关于GPS星期数跳变及其它

通过介绍GPS系统时间和星期数之间的关系,说明“GPS星期数跳变的缘由在于GPS导航电文中的星期数只占10比特”,所以引发类似于2000年到来的“千年问题”那样的“跳变”（rollove）。GPS星期数的最大值为1023,所以在1999年8月21日夜／22日凌晨,星期数将由1023跳变为0。每个GPS用户应该检查自己的接收机在跳变出现时能否正常工作。如果用户设各的软件不完善的话,接收机自身可能把新的“0”星期数翻译为1980年1月6日。部分GPS接收机也因此而显示不正确的数据、不正确的定位结果、甚至停止跟踪卫星。GPS用户应该与设备生产厂商联系,确定自己的接收机是否会受星期数跳变的影响。值得一提的是,授时系统工程中往往会遇到时间（时刻）跳变之类的问题。     

Loran—C和GPS国际时间比对的长期结果比较

根据1990－1994年上海天台（SO）和世界上一些时间中心（国际计量局（BIPM）时间部、美国海军天台（USNO））的时间公报公布的数据，对两种时间传递技术（Loran-C和GPS）确定的国际时间同步的长期结果进行了比较分析。SO时间实验室得到如下一些结果：1、1990－1992年，由Loran-C时间传递技术确定的结果表明：系统差约为600ns，不确定度约为90ns(1σ），准确度估计优于1μs。2、1993－1994年，由GPS时间传递技术确定的结果表明：系统差优于30ns，不确定度约为15ns(1σ），准确度估计优于100ns。这些比较结果充分说明了GPS时间传递技术在国际高水平时间同步的中必须有广泛的应用。     

共视法和综合法的GPS时间同步精度比较

对共视法和综合法的GPS时间比对对得到的两地协调世界的时间同步精度进行了比较,两种方法各有特点,都有实用价值,严格共视的GPS时间同步精度为5－10ns,不严格共视的GPS的时间同步精度为10－20ns,综合的GPS时间同步精度为6－12ns.     

一种提高车载单频GPS实时定位精度的方法

民用单频GPS接收机实时定位精度约为 1 0 0m。将民用单频GPS接收机装载到汽车上进行导航工作 ,如不用差分等方法 ,则其实时定位精度也只能为 1 0 0m。假设在车上另加测向测距装置 ,以此为基础 ,提出一种提高车载单频GPS接收机实时定位精度的算法。     

NTSCGNSS-2型GPS/GLONASS时间传递接收机的性能测试

与全球定位系统(GPS)不同的是全球导航卫星系统(GLONASS)的P码未加密,向所有用户开放,更有利于时间比对.结合国内外需求,中国科学院国家授时中心研制了GPS/GLONASS时间传递接收机NTSCGNSS-2.介绍了GLONASS信号特点和对NTSCGNSS-2的初步测试结果.     

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。     

1998—2000年TA（CSAO）的保持与UTC（CSAO）的控制

中国科学院陕西天文台(CSAO)用6台新的HP5071A商品小铯钟保持的时间尺度已有三年多了.在此期间,我们做了系统重算、TA(CSAO)算法改进、GPS坐标修正等一系列工作,使得TAI-TA(CSAO)的稳定度逐年提高,进入世界先进水平,同时陕台的UTC(CSAO)控制水平也达到了国际电联建议标准,与国际协调时UTC的差控制在±100ns以内,是亚太地区最好的两个尺度之一.     

静态测量型GPS接收机的研制及其性能

静态测量型GPS接收机系统由8通道、单频ST-1接收机和静态后处理软件两部分组成,通过跟踪测量卫星载波信号、测距码信号及数据码(包含有星历数据)信号,获得伪距和载波相位观测值,采用差分(主要是双差)处理方法,达到精确测定两接收机天线间相对位置的目的.基线测量精度为10mm+2ppm×D.     

基于Wi-Fi的NTP无线授时服务器的设计与实现

为满足需求,给出了一种基于Wi-Fi的NTP无线授时服务器的设计方案。该服务器用GPS作为时间源,将GPS接收机输出的时间信息传送给ARM控制器,进行时码信息的采集与处理,通过Wi-Fi无线收发模块将服务器连接到网络层,并采用NTP协议实现授时。授时精度在局域网内可达到1 ms。     

GPS星历对LEO星载GPS精密定轨精度的影响

目前,越来越多的低轨卫星上都搭载了用于精密定轨的星载GPs接收机,星载GPS已成为低轨卫星精密定轨的主要手段之一.星载GPS精密定轨精度依赖于GPS星历及钟差精度.基于SHORDE-Ⅲ非差动力学定轨功能,以2005年8月1日至8月7日一周的GRACE卫星实测数据为例,采用事后精密轨道(igs)、快速轨道(igr)和超快速轨道(igu)三种GPS星历在同等条件下定轨,估计GPS星历精度对低轨卫星定轨精度的影响,实际计算结果表明igs和igr两类GPS星历定轨精度相当,约为9.5 cm,igu星历定轨精度略低于igs和igr星历,约为10.5cm:高频GPS卫星钟差数据对定轨精度会产生1-6cm影响.     

BDS-2导航电文的TGD参数精度及其对用户导航定位精度的影响

北斗二号(Bei Dou Navigation Satellite System-2,BDS-2)卫星播发以B3频点为基准的卫星钟差参数,并播发B1和B2频点相对于B3频点的群延迟(time group delay,TGD)参数。以差分码偏差(differential code bias,DCB)参数为基准,计算BDS-2群延迟参数的精度。在计算过程中,发现在2017年年积日202 d以前,各颗卫星TGD1参数精度较差,与DCB1参数互差在2~4 ns之间,TGD2与DCB2的互差约为0.5 ns。在2017年年积日202―203 d处,所有卫星群延迟参数均发生明显跳变,该跳变主要是因参与群延迟解算的北斗系统的接收机不再采用抗多径算法所致。跳变后,群延迟参数与MGEX(Multi-GNSS Experiment)公布的差分码偏差参数的差值小于0.5 ns,与GPS卫星播发的群延迟参数精度接近。进一步利用实测数据计算了群延迟参数改正精度对用户导航定位精度的影响。结果表明,使用跳变前的群延迟参数,单频定位精度为2.078 m,双频定位N方向精度为1.451 m,E方向精度为1.648 m,U方向精度为3.467 m;使用跳变后的群延迟参数,单频定位精度为1.968 m,双频定位N方向精度为1.361 m,E方向精度为0.998 m,U方向精度为2.789 m,在双频定位的N,E,U方向,双频定位精度分别提升6.2%,39.4%,19.5%。     

广州人卫站对BPL地波信号的监测结果及其误差讨论

本文介绍广州人卫站半年多来监测BPL地波时号的结果;陕台搬钟及来站接收监测的结果.用我站接收机测得传播时延值为4535.0±0.07μs,而用陕台接收机测得传播时延值为4536.5±0.42μs,相差1.5μs,我们认为,这是两台接收机在低信噪比情况下的时延差别。     

基于伪距测量的钟差计算模型

基于伪距和钟差定义,讨论了无线电时间比对的基本原理。在此基础上,详细推导了地心非旋转坐标系中一般意义下基于伪码测距模式的钟差计算模型,并通过坐标变换,给出了地固系中的实用计算模型。对地回系计算模型的进一步分析表明：卫星在地固系运动速度引起的改正项与sagnac效应项是完全不同的两项改正;对于GEO卫星,sagnac效应项最大约为200ns,其地固系运动速度引起的改正约为1ns;而对于MEO卫星,sagnac效应项最大为120ns,其地固系运动速度引起的改正约为1200ns。     

工业铯种速率随离子泵参数变化的相关分析

本对原子时守时中发现的个别工业铯钟速率随离子泵参数变化的相关我进行了分析，结果：从束管寿命后期开始，这种相关特性是很明显的，线性相关分析误差（rms）为4－7ns/d(5-8×10^-14)，相半系数的最大值达0.96。利用这种特性，可以进行速率预报，预报误差均方根值约为5ns/d(6×10^-14）。