BDS不同服务体制下授时模型差异研究

随着北斗卫星导航系统(BDS)的全球组网发射完成,BDS逐步实现了向全球用户提供基本导航（卫星无线电导航业务(RNSS)、向中国及周边区域用户提供区域短报文通信（卫星无线电测定业务(RDSS)、星基增强(SBAS)等服务的“三步走”规划．为研究BDS不同服务体制下的授时差异,本文从时空基准、授时精度检核、设备时延、卫星健康状态等方面,分析了基于已知位置的BDS RDSS单／双向授时、RNSS单／双频授时及SBAS单频授时模型差异,并给出了基于本文授时模型下的BDS不同体制授时精度,以为利用BDS进行授时服务的用户机研制、生产、测试和检验提供参考.      

GPS芯片开发及授时性能分析

GPS接收机的核心器件即为GPS OEM板(即GPS芯片),对其直接进行开发,在使用上具有灵活方便、经济实用、便于融合等优点。本文以Motorola M12MT+TIMING ONCORE型GPS OEM板为例,论述了GPS OEM板的具体开发使用过程和相关注意事项,并对其授时性能、1pps(秒脉冲)输出的特点等进行了研究,提供了用其实现精确授时的方法,并对授时精度进行了分析,对于测量中精确数字授时的实现具有一定的实际意义。     

电磁干扰对 GPS／北斗设备授时精度的影响

分析了G PS和北斗授时的基本原理,并对授时设备的授时精度进行了测试和分析;通过设置卫星授时信号载频干扰环境,对授时设备在不同干扰环境下的授时精度进行了测试和分析,研究了载频干扰对测量装备授时精度的影响程度,为授时设备在复杂电磁环境下的可靠应用提供了参考和依据。     

基于铱星突发信号的导航定位技术研究

全球导航卫星系统(GNSS)存在落地信号弱、易受干扰等问题,而低轨卫星系统因其较高的信号落地功率、较低的信号空间损耗以及较好的多普勒特性逐渐成为导航领域的研究热点. 铱星星座是目前唯一已实现全球覆盖的低轨卫星系统,其提供的授时与定位(STL)能力主要服务于美国军方,具体信号体制及接收处理技术均未公开发布. 通过对铱星STL突发信号体制开展深入研究及解析,提出利用STL突发信号实现非合作导航定位,并通过实收信号完成了定位解算算法验证,实收试验结果表明所提算法能够实现精度优于100 m的定位. 研究成果能够为我国低轨导航系统建设提供理论基础,有效推进下一代卫星导航系统持续发展.      

北斗RDSS授时服务性能评估

针对现有卫星导航系统RDSS授时服务研究较少的问题,该文结合北斗实测数据,提出采用时间序列分析法评估北斗RDSS单向和双向授时服务性能,系统地研究了单向授时原理和双向授时原理,并介绍了北斗RDSS实测数据和精度评估方法。通过分析钟差总体情况、零值分段情况、噪声情况及授时精度等,得出结论:RDSS单向授时精度小于30ns,RMS平均值为6.81ns;RDSS双向授时精度小于20ns,RMS平均值为3.60ns;各波束的单向授时和双向授时数据均存在周期切换现象,且单向授时数据存在分层现象。该结论可用于RDSS系统差补偿,为北斗系统差一致性提供参考,进而提高系统服务精度。     

基于GNSS精密单点定位的高精度云平台授时

采用GNSS精密单点定位(PPP)技术和时钟驯服技术,构建了基于PPP的云平台高精度授时方案,研制了搭载多系统GNSS接收机板卡、恒温晶振(OCXO)和数字信号处理器(DSP)的授时原理样机。利用协同精密定位平台分析中心(武汉)提供的5 s间隔卫星轨道和钟差产品,采用PPP技术实时解算授时终端坐标和钟差,通过驯服恒温晶振输出亚纳秒精度的1 PPS,实现了长时间高精度的授时能力。本文通过短基线比较和与UTC绝对时间基准比较,验证了精密单点授时精度(RMS)优于1 ns。     

GEO卫星授时结果周期波动消减方法

针对地球同步轨道(GEO)卫星转发式授时结果存在的周期性波动现象,该文探寻该现象与卫星运动之间的关系,发现授时结果与授时信号传播时延差分结果呈很强的线性相关关系,并利用这一规律,提出时延线性贡献补偿模型。实验结果表明,该模型最多可修正原始授时结果偏差近70%,基本消除周期波动。     

基于广播星历的单站载波相位授时算法

针对传统单站授时算法的局限性,提出了一种基于广播星历的单站载波相位授时算法。该算法在标准单点定位授时算法仅采用伪距观测量的基础上,增加了载波相位观测量,授时精度得到了显著改善;该算法与精密单点定位授时算法相比,不需要精密轨道和钟差,摆脱了IGS等外部事后精密星历产品的依赖,能够广泛应用于实时授时。并利用IGS站观测数据进行实验分析,结果表明,单站载波相位授时精度明显优于标准单点定位授时算法,授时精度可达1~2 ns。     

远海远域移动平台条件下GNSS卫星授时性能评估

相较于在陆地静止条件下的卫星授时性能,在远海远域的移动平台条件下更易受到可视卫星条件和空间电磁环境所带来的影响.在东西伯利亚海域测试点、航行最北测试点、北冰洋返航点、白令海测试点、日本海测试点,利用高性能铯原子钟作为卫星接收机的参考外频标进行授时试验.从授时误差抖动、可视卫星数和频率准确度等方面分析了远海远域动态全球卫...     

北斗卫星导航系统单星授时精度分析

为研究北斗卫星导航系统单星授时精度,本文基于GPS单星授时原理,结合北斗卫星多种类型星座特点,编写了BDS单星授时软件。利用iGMAS站数据进行了试验,在对原始数据进行监测并将异常信息剔除后,将授时结果与中国测绘科学研究院北斗分析中心（CGS）钟差文件进行比对,分析了BDS不同轨道卫星（GEO/IGSO/MEO）下的BDS单星授时精度。结果表明,GEO卫星的授时精度为27.39 ns,IGSO卫星的授时精度为18.37 ns,MEO卫星的授时精度为18.62 ns。     

面向服务的数字泰州共享平台及其示范应用

服务共享是当前数字城市向智慧城市方向发展的关键技术之一。探讨了基于面向服务的数字城市共享框架,在此基础上以数字泰州建设为例设计并实现了一个面向服务架构的数字城市共享服务平台,为空间信息在城市信息化发展中的共享服务做出有益的探索和尝试。     

基于数字城市的数字九台公众服务系统设计

数字城市是城市现代化、信息化不可或缺的支撑和保障,基于数字城市建设的公众服务系统是服务民生的重要举措。本文在综述数字城市建设的基础上,以九台市为例,着重介绍了数字九台公众服务系统设计目标和系统特点、系统总体设计、系统开发与集成,阐述了公众服务系统实现了面向公众的数字化地理信息服务的重要意义。     

基于FPGA的GPS高精度短时标的精度分析与改善

提出了利用GPS的精确授时功能,采用现场可编程门阵列(FPGA)技术,构建高精度短时标的设计方法。为了确保短时标的同步精度,从晶体的准确度以及守时精度等方面进行了理论和数据分析,采取了一系列措施保证了短时标设计μs级的精度。     

湖北省地理信息公共服务平台的总体设计探索

介绍湖北省地理信息公共服务平台的建设目标、建设内容,阐述其总体架构及分层设计内容,为数字城市、数字省区公共服务平台相关建设提供借鉴。     

黑龙江省位置服务中心建设与服务模式探讨

对黑龙江省位置服务现状进行了分析,提出了建立的黑龙江省位置服务中心的框架。位置服务中心的建立是以手机、PDA及各种移动手持终端定位服务、车辆监控等为主的服务体系,并通过WMS方式对外提供地图服务。文中对位置服务中心的设计理念、体系结构及服务模式进行了详细描述,并对其具体应用进行了探讨,最后对未来3G时代位置服务中心的应用前景进行了展望。     

基于电子政务的三维电子景观地图技术

三维电子景观地图是地图发展过程中一种全新的地图模式。以建立上海市奉贤区三维电子景观地图为例,阐述了三维电子地图的设计、栅格地图的实现方式、WebGIS的集成技术等关键技术,提出了一种为政府电子政务服务的新型三维电子景观地图模式。     

基于 iGMAS 的国家标准时间精密授时系统

在广域高精度时间服务（wide-area precise timing,WPT）原型系统的基础上,提出了北斗高精度时频传递理论方法,进一步扩展了北斗高精度时频服务,包括时频基准溯源、时钟实时比对、授时终端性能在线监测,相关服务对于北斗精密单点授时、实时时间比对、授时终端的可靠性具有重要意义。对北斗高精度授时终端在短基线、中长基线以及长基线链路上的授时性能进行了评估,结果表明,WPT服务系统可提供优于100 ps和1×10^－15量级的时间和频率服务。在此基础上,对北斗高精度时频服务在时频终端在线计量、低轨星座时间同步、时频测试分析3个方面展开了应用研究。     

广域实时精密定位与时间服务系统

广域实时精密定位与时间服务已成为GNSS应用领域研究热点,目前国内外学者围绕其模型算法已展开大量的研究。本文重点论述广域实时精密定位与时间服务数据的处理方法和服务系统,给出了基于不同基准约束的卫星钟差解算数学模型,提出通过引入外接原子钟测站、标准时间源(UTC/BDT)等不同时间基准,构建卫星拟稳基准、外接原子钟跟踪站拟稳基准及标准时间源等约束下的钟差解算模型,分析了时间基准对精密单点定位和精密单点授时的影响。本文采用实时卫星轨道、钟差、相位偏差、电离层延迟等服务产品及跟踪站实时数据,验证了系统产品可靠性及终端定位与时间服务性能。实测结果表明:GPS轨道径向精度1.8 cm,钟差STD精度约0.05 ns;BDS-3轨道径向精度6.7 cm,钟差STD精度优于0.1 ns;GPS和BDS-2电离层改正精度分别为0.74 TECU与1.03 TECU。基于该产品实现了用户端PPP、PPP-RTK及PPT、PPT-RTK服务,满足了用户实时厘米级定位和优于0.5 ns的单站时间传递服务,当采用GPS+BDS-2 PPP-RTK解算时,平面收敛至5 cm约需要12 min。