星地无线电双向时间比对模型及试验分析

星地时间同步是卫星导航系统的一个关键技术,是实现卫星导航定位的基础.针对星地时间同步问题,讨论了一种星地无线电双向时间比对方法,详细推导了该方法中星地上下行伪距的归算模型,给出了星地钟差的实用计算模型.该方法通过上下行伪距求差.消除了对流层延迟,卫星星历误差和地面站站址坐标误差等共有误差影响,与信号频率有关的电离层延迟也被很大程度地削弱,从而大大提高了时间比对精度.最后,利用实测数据进行了试验分析,结果表明:星地无线电双向时间比对精度能够达到约0.34ns,验证了理论方法和模型的正确性.     

卫星星座时间同步中星间链路的设计和性能分析

在卫星星座内的时间同步中,为满足时间同步信号的传输要求,需要对星间链路进行分析和设计。对星间链路各参数之间的关系进行了分析,并对低地球轨道(LEO)卫星和中地球轨道(MEO)卫星的星间链路参数和性能分别进行了计算和分析。另外,还对受天线指向误差影响的LEO卫星和MEO卫星的星间链路性能进行了分析。在分析计算的基础上完成了符合要求的星间链路的参数设计。     

21厘米快速记录及时间同步系统

本文简要介绍一个新的21厘米射电天文快速记录及时间同步系统,该系统的时间同步精度优于10μS;并能做到每毫秒一次的连续采样;还实现了多程序分时并行。     

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.     

定时系统及时间统一和同步(摘要)

定时系统是航天通信测控网、靶场测控系统的一个重要组成部分,向各测控设备提供标准频率信号和标准时问信息,使靶场内的各测控设备在统一的时间尺度上工作。定时系统国内通常称为时间统一勤务系统(简称时统),主要由标准频率源(如原子频标、石英频标)、时间编码产生器、信号分配设备、定时校频、监测控制设备组成。定     

卫星钟差预报模型中周期项的选取方法及性能分析

针对卫星钟差预报(SCB)中周期项选取方法存在的问题,在分析卫星钟周期波动特性的基础上,给出了正确的周期项选取方法,并与现有方法进行了比较.利用IGS(International GNSS Service)的卫星钟差数据,比较分析了二次多项式加周期项模型与传统模型的预报精度.从理论上分析了周期项对传统模型的改善程度及适用条件.结果表明:按照提出方法得到的周期项更符合实际,将其应用于钟差预报时能获得更高的预报精度,大量仿真实验还表明卫星钟周期性波动相对较大时周期项对传统模型有明显改善.     

一种双向测距与时间同步系统的设计与分析

在研究双向单程伪距测量原理的基础上,设计了双向测距与时间同步（DRTS）终端系统总体构架,阐述了在系统中使用的技术,并搭建了基于DSP＋FPGA的双向测距与时间同步系统软硬件平台。实验结果表明,此系统的码速率为5MHz、中心频率为15MI-Iz时,测距和时间同步的分辨率可达0．15cm和5ps（@1S）,采用不同频率源时测距和时间同步的精度分别为1．038m和3．46ns,采用相同频率源时分别为0．28cm和9．43ps（参考频率稳定度1×10^-10／d量级）。与国外同类产品相比具有测量精度优势,但考虑通用性,此系统的硬件仍需进一步优化,软件上需要做到码速率可调。     

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.     

基于小波分析和神经网络的卫星钟差预报性能分析

为了有效地进行卫星钟差预报和更好地反映卫星钟差特性,提出了一种基于小波分析和神经网络的4阶段混合模型来实现卫星钟差的预报,并给出了基于小波分析和径向基函数(Radial Basis Function,RBF)神经网络进行卫星钟差预报的基本思想、预报模型和实施步骤.采用"滑动窗"划分数据,利用神经网络预测小波分解和去噪后的钟差序列各层系数,更精确地把握钟差序列复杂细致的变化规律,从而更好地逼近钟差序列.为验证该混合预报模型的可行性和有效性,利用GPS卫星钟差数据进行钟差预报精度分析,并将其与灰色系统模型和神经网络模型进行比较分析.仿真结果显示,该模型具有较好的预报精度,可为实时GPS动态精密单点定位提供较高精度的卫星钟差.     

三站时差法荧光屏卫星(714MHz)定位及时刻同步

利用同步的三个地面站,同时接收荧光屏卫星(714MHz)的信号,由卫星信号至各地面站的传播时延差,计算出卫星的位置,定位精度在0.1以内。国内任何接收点,接收卫星信号并作卫星位置的时延修正,则与陕西天文台时刻同步误差小于5μs(1σ)。     

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...     

第22太阳周地磁活动峰值及时间的预报(英文)

本文分析了从第13—22太阳周太阳和地磁活动特征和不同特点。应用自激励门限自回归时间序列模式及最大熵谱自回归数学方法去模拟和预报地磁aa指数年均值的峰值及时间。峰值是26—29,峰值时间是1994年春天或1993年秋天。第22太阳周地磁活动是中等活动的周。     

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。     

CMMB信号抗多径性能的分析与仿真

从CMMB（中国移动多媒体广播）体系结构入手,研究了CMMB信号抗多径性能。以信号中有、无循环前缀（CP）为例给出了抗多径性能的详细推导,通过Matlab 7．1对该系统在典型动态多径信道情况下的性能进行了仿真。结果表明：该系统有很强的抗多径能力,在信噪比为30dB时接收CMMB信号与接收普通OFDM（正交频分复用）信号相比,误码率有2个量级的改善,有利于提高导航定位的精度。     

多层卫星网络星间链路性能分析与设计

对多层卫星网络星间链路各参数之间的关系进行了分析,分别在S和Ka波段上分析计算了GEO(对地静止轨道)-IGSO(倾斜同步轨道)、GEO-MEO(中轨道)和IGSO-MEO卫星间的星间链路参数Eb/N0、发射功率、天线直径和数据速率间的关系。根据计算结果对星间链路的性能进行了分析,在分析计算的基础上得到了一些规律性的结论,这些结论可应用于星间链路的设计与建立。     

东亚4个IGS站相对运动的测量及结果分析

利用上海天台的GPS资料分析软件SHAGAP,处理了1994年8月至1996年9月上海、台北、日本的USU3和TSKB等4个IGS站的GPS观测资料,测得这4个站在此期间的地壳水平运动状况,并对实测的结果进行了初步分析。     

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.     

经验模态分解方法在脉冲星计时残差分析及预报中的应用

高精度脉冲星计时分析在脉冲星诸多应用领域中占重要地位,而多个未能消除的误差源的存在,限制了脉冲星计时精度的进一步提高.分析其观测特征,这种影响将导致脉冲星计时残差波动的多样性.利用从北美计时阵(NANOGrav)观测的4颗毫秒脉冲星数据,采用经验模态分解(EMD)方法对计时残差的波动特征进行了研究.通过分析发现:计时残差的振荡可用几个内在本征模态函数和一个剩余趋势揭示其多时间尺度的振荡结构和非平稳性.进一步比对脉冲星间多振荡结构对计时残差波动贡献的差异,发现经验模态分解非常有利于寻找脉冲星计时残差数据间的共性及个性.同时,采用自回归滑动平均模型进行残差预报,发现应用经验模态分解方法将残差序列分解后再预报,在短期预报时具有明显的优势.上述结果有利于拓展脉冲星计时残差在时域的分析.     

BPSK-R信号与BOC信号码跟踪性能分析及比较

分析了射频前端带宽与BOC信号自相关函数的关系,研究了射频前端带宽和早迟码间距对S曲线的影响。在规范的TOA误差估计模型框架下,采用非相干延时码跟踪锁定环,推导出非相干延时锁定环理论计算的码跟踪误差与射频前端带宽、早迟码间距、载噪比、积分时间和码环路带宽之间的关系表达式,从而定量地分析了非相干延时锁定环的码跟踪误差。最后对BPSK-R信号和BOC(10,5)信号的码跟踪性能做了比较,比较表明,BOC(10,5)信号的码跟踪性能优于传统的BPSK-R信号,在相同的码跟踪精度条件下,BOC(10,5)比10.23 MHz BPSK-R信号所需要的载噪比约低7 dB,比1.023 MHz BPSK-R信号低15 dB左右。     

伪卫星增强条件下的RAIM算法可用性及性能分析

介绍了接收机自主完好性监测算法及其可用性的基本原理,介绍了伪卫星的导航原理和关键技术,推导了伪卫星增强条件下的RAIM(Receiver Autonomous Integrity Monitoring)算法,并给出了观测权阵的计算公式.用STK(Satellite Tool Kit)进行仿真分析,结果表明,在GPS系统下,RAIM可用性按照远洋、本土、终端、 NPA和APV-I的顺序依次减小,单一的GPS导航无法满足APV-I以上等级的航空飞行需求;伪卫星增强后的RAIM可用性大幅度提高,其中在APV-I阶段RAIM算法100%可用;误警率、漏警率和故障识别率都有所改善;错误识别率高于漏检率,错误识别是漏警的主要原因.