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.     

GPS近实时共视观测资料处理算法研究

GPS共视资料的高精度快速处理可实现近实时共视时间传递，常见的平滑方法不能满足近实时共视的要求。分析GPS共视资料特点，设计一种卡尔曼滤波算法，对共视资料进行近实时处理，以便削弱观测噪声，估计异地钟差，对相距2000多公里的中国科学院国家授时中心(NTSC)与日本通信综合研究所(CRL)，和相距1000多公里的CRL与韩国计量科学研究院(KRIS)的共视观测资料处理结果表明：卡尔曼滤波算法所得钟差与根据BIPMT公报所得钟差的均方根误差分别优于2．9ns和2．6ns，为进一步提高比对精度，最后对近实时共视应用于多站点间相互比对的情况，提出在卡尔曼滤波算法基础上使用间接观测平差处理技术，根据共视网络中站点间距离设置观测权值，通过解矛盾方程组得到两站钟差，以NTSC、CRL和KRIS3站比对为例，以BIPMT公报得到的钟差为标准，对间接观测平差处理前后的数据比较表明，近实时比对精度可进一步提高。     

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。     

GPS共视法时间同步的飞行搬钟法验证

一、前言利用GPS(Global Positioning system)共视法进行远距离时间同步的实验在我国尚属首次。为了验证实验的结果,用目前较高情度的飞行搬钟法在各实验台站间快速测定主钟间的时差以验证共视法的结果是十分必要的,同时也可以较精密地确定各台站接收比对设备的系统差。     

北斗三号共视时间传递性能分析

简要介绍了4种北斗双频组合共视(Common-View, CV)模型,设计并实现了RINEX (Receiver Independent Exchange Format)转换CGGTTS (Common GNSS (Global Navigation Satellite System) Generic Time Transfer Standard)的工具软件rnx2cgg,解决了CGGTTS V2E (Version 2 Extended)不支持北斗三号(BDS-3)新信号体制的问题.系统性地分析了北斗授时误差源,包括空间信号测距误差、伪距测量噪声、差分码偏差,并根据误差模型给出了北斗双频共视的权函数.最后,利用BSNC (Beijing Satellite Navigation Center)和MGEX (The Multi-GNSS Experiment and Pilot Project)观测站数据,开展了北斗授时、站间共视时间传递性能分析.试验结果表明:北斗时从地面段到空间段、用户段的全链路双频共视闭合差的标准差(Standard Deviation, STD)优于2 ns.北...     

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。     

GLONASS系统在TAI计算中的使用

从1995年起,GPS 共视法时间比对技术成为用于国际原子时 TAI 归算中使用的一种主要时间连接手段。由于许多因素诸如 SA 对 GPS 共视比对精度的影响.BIPM 一直在建议使用其它具有ns 准确度潜力的时间传递手段,比如“GLONASS 共视法时间比对”和“卫星双向法时间比对”等手段。当前国际上装备 GLONASS 系统并进行常规共视比对的实验室主要有8个:DLRL(德国)、LDS(英国)、SU(俄罗斯)、VSL(荷兰)、NIST 和 USNO(美国)、CRL(日本),当然还有 BIPM。     

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.     

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).     

GPS定时接收机的校准

GPS共视比对(GPS CV)是国际原子时进行时间连接的主要手段之一,即使在有TWSTFT(卫星双向时间频率传递)的实验室GPS也作为时间比对的备用手段而存在,而且TWSTFT系统启用时需用GPS做校准。国际权度局(BIPM)为了减小比对误差,对一些时间实验室的GPS接收机进行不定期校准。国家授时中心(NTSC)利用BIPM给出的校准报告对NTSC时间基准实验室的GPS定时型接收机的内部时延及相关数据进行修正,使UTC(NTSC)的准确度得到提高。     

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。     

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     

基于IGS MGEX产品分析GPS PPP时间传递

基于Bernese 5.2软件,利用精密单点定位(PPP)的方法,分别采用只包含GPS单系统的IGS快速、最终产品和由IGS多GNSS实验(MGEX)先导项目分析中心GFZ和CODE提供的包含4系统的产品,共4种不同的精密卫星轨道和钟差产品,对PTB-NTSC和PTB-ROB两条国际时间比对链路2个月的GPS数据进行了时间传递试验。选取使用IGS快速产品的时间传递结果为参考,以其他产品时间传递结果与参考值的差异来评价不同精密产品尤其是包含4系统的MGEX产品对GPS PPP时间传递的影响。试验结果表明,不同产品时间传递结果差异的RMS在0.1 ns左右,验证了MGEX多系统产品可以用于GPS PPP时间传递。考虑到MGEX产品本身的自洽性,该结果可以为后续基于MGEX产品进行北斗、Galileo PPP时间传递提供参考。     

基于GNSS CV的精密时间服务系统的设计与实现

通过研究GNSS(global navigation satellite syetem,全球导航卫星系统)共视远程时间传递技术,并结合现代网络通信技术,搭建了基于GNSS CV(common-view,共视)的精密时间服务系统的硬件平台。利用中国科学院国家授时中心保持的精确时间UTC(NTSC)和GNSS共视接收机观测数据,实现了用户与国家授时中心之间的在线数据传输和比对处理,为用户时间与UTC(NTSC)之间的高精度时间同步提供了一种解决方案。     

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。     

关于"长河二号"导航系统的时间同步及授时

对“长河二号“导航系统的时间同步及快速恢复等问题作了讨论,提出了利用BPL长波信号、GPS共视或搬运钟等方法来实现时间同步和增加授时功能的方案.最后,给出了“长河二号“东海台链的主台信号与国家授时中心的UTC(NTSC)之间的同步实验结果.     

北斗三号多频点双频组合共视时间传递性能分析

针对北斗二号(BeiDou-2) B1I&B2I标准双频无电离层伪距组合解算的共视比对结果中存在明显的噪声进而影响其短期稳定性的现象, 开展了在BeiDou-2和北斗三号(BeiDou-3)现有可用频率信号中选取最优双频组合的研究, 以期改善BeiDou的共视时间传递性能. 基于开发的CGGTTS (Common GNSS (Global Navigation Satellite System) Generic Time Transfer Standard)软件所生成的标准共视文件, 完成了中国科学院国家授时中心(NTSC)与捷克光电研究院(TP)之间GPS、Galileo、BeiDou-2 B1I&B2I及B1I&B3I和BeiDou-3 B1I&B3I及B1C&B2a双频无电离层伪距组合共视时间比对试验, 并用Vondark滤波对各双频组合的共视结果降噪处理, 通过计算滤波残差的RMS值来评估共视时间比对的精度. 结果表明, 利用BeiDou-3 B1C&B2a组合伪距值获得的共视时间比对结果噪声相对较小, 相比BeiDou-2 B1I&B2I、B1I&B3I和BeiDou-3 B1I&B3I组合的RMS (Root Mean Square)值分别提高约46%、52%和37%, 与GPS P1&P2组合的精度相当, 且与Galileo E1&E5a组合相差不大. BeiDou-3 B1C&B2a组合链路的短稳(< 1d)要优于BeiDou-2 B1I&B2I、B1I&B3I和BeiDou-3 B1I&B3I组合, 且与GPS P1&P2、Galileo E1&E5a组合的稳定性相当; 6条共视时间比对链路的中长稳(> 1d)基本一致.     

利用卫星多普勒“传递定位”技术测定站间相对坐标

卫星多普勒定位主要误差源,星历误差和折射误差在同步跟踪一次卫星通过的两测站之间是相关的,因此卫星多普勒的同步观测能提高测站间相对定位的精度。利用这种相关性来改进定位精度的技术称之为“传递定位”(Traslocation)。本文利用国产的JSZ-4多普勒接收机的同圈观测资料进行了对“传递定位”技术的研究,介绍了进行多站多圈“传递定位”的计算方法,并对北京、上海两测站进行了“传递定位”的试测。利用1980年8月23,24日两天14圈的两站同圈观测试测的结果,两站相对坐标的内符精度为±2米,基线的长度与大地测量的结果相比相差1.5米。结果表明用这样的方法来测定站间的相对坐标是非常有效的。其相对定位的精度与单点定位的精度相比有了较大的提高。     

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。     

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。