双向定时近周日误差成分初步分析

该文介绍了利用地球同步卫星定位系统进行双向定时的基本原理,采用北京和乌鲁木齐两站的试验数据进行了计算分析,发现双向定时结果明显存在周期性变化,并且两地结果随地方时的变化趋势基本一致。谱分析表明:两站的主要周期谱基本一致,都比较明显地存在近周日和近半日变化。这种周期性变化可能主要由电离层延迟随地方时的变化引起。     

基于“北斗”观测数据的C波段双向卫星时间频率传递中的电离层改正

为了提高C波段双向卫星时间频率传递(TWSTFT)精度,用载波相位观测值平滑伪距的方法,计算电离层延迟对C波段双向卫星时间频率传递的影响。在临潼站和喀什站观测北斗G3星并进行双向比对。该实验结果表明,实验期间C波段双向卫星时间频率传递中电离层延迟影响的最大值为0.47 ns。     

卫星双向时间比对及其误差分析

介绍了卫星双向时间比对(TwsTT)方法的发展过程及其基本原理，讨论了TwsTT的误差源，分析了各误差源对比对精度的影响。得出影响TwSTT精度的主要误差源为设备时延误差和路径传播时延误差，而由于卫星和地面站运动引起的误差相对较小，从而给出了实际应用时不同比对精度下需要考虑的误差源及对误差源的精度要求。     

卫星双向非连续时间比对的结果分析1

双向卫星时间比对是一种高精度的远程时间比对手段,其比对经常不是连续进行的。为分析非连续双向卫星时间比对的水平,使用中国科学院国家授时中心的C波段双向卫星时间比对网的数据进行试验。采用的方法是对非连续双向卫星时间比对的结果进行内插,将内插结果与连续双向卫星时间比对的结果进行比较。结果表明本文试验条件下观测间隔时间在2.5 d以内时,非连续与连续观测结果之差的RMS值小于1 ns;观测间隔时间为0.5 d时,非连续与连续观测结果之差的RMS值小于0.5 ns。     

卫星双向话音通道高精度时间同步系统

该系统占用SCPC数字卫星通信地面站的一个话音通道,其带宽仅有45kHz,由1个主站和1个到62个副站组成.所有的系统同步过程都由主站控制自动完成.该系统采用扫描原理,以对话方式实现一点对多点的时间同步.其特点是:占用频带窄,节约卫星资源;实时性强;自动化程度高;自动多点同步;相位自适应技术;时间同步精度高;功能齐全。该系统已正式投入使用,实验证明系统同步准确度优于2μs.     

双向不对等几何路径对卫星双向时间频率传递的影响

分析了在卫星双向时间频率传递中,由地面站间钟差和卫星运动引起的双向几何路径不对等导致的双向几何路径时延差对双向时间比对计算结果的影响。选取了3颗卫星（中卫1号、北斗3G、IGSO70）和3组地面站（北京-成都、北京-喀什、北京-三亚）组成的9条卫星双向时间频率传递链路作仿真计算。对于这9条链路,仿真结果显示：1）当两地面站间钟差在1μs～10 ms范围内时,通过GEO卫星比通过IGSO卫星的双向不对等几何路径时延之差对双向时间比对计算结果的影响（τ值）较小;2）假设地面站间钟差在1 ms内时,通过 GEO卫星的卫星双向时间比对链路所对应的τ值均在皮秒量级,一般可忽略;通过 IGSO 卫星的卫星双向时间比对链路所对应的τ值均在纳秒量级,一般不可忽略。     

卫星双向法时间比对的归算

卫星双向法比对原理为两个台站同步发送和接收时间信号，可消除传递路径误差，因此比对精度高，它的缺点是效率低，占用大量卫星时间，也不适合于自动化操作，现正在研制的终端可多台站同时观测，克服了上述缺点，利用新的终端提出一种新的处理方法，研究表明多台站观测的同时性有更多的信息可提取，以提高比对精度。     

通过卫星双向双频观测对电离层时延的测定

介绍了利用卫星双向双频(C波段)观测来测定电离层时延的方法,并对不同经纬度的观测结果进行了比较和分析。卫星双向双频(C波段)观测精度高,采样间隔短,能测定电离层总电子含量的细微变化。     

Status of Satellite Orbit Determination and Time Synchronization Technology for Global Navigation Satellite System

In the form of satellite ephemerides and clock parameters, the information of space datum and system time of one global navigation satellite system (GNSS) is transferred to users. With continuously updating of satellite payload such as high precision atomic clocks, monitoring and tracking techniques such as inter-satellite links, and data processing techniques, the accuracy and real-time performance of satellite ephemerides and clock products are steadily improved. Starting from December 27th, 2018, BeiDou Navigation System 3, or BDS-3 has been providing accurate and reliable basic positioning, navigation, and timing (PNT) services to users in the countries within the “one belt and one road”. This paper summarizes the challenges of precise orbit determination and time synchronization faced and specific solutions sought from the regional BDS-2 system to BDS-3 global system at the control segment. It is interesting to compare BDS with other GNSS systems in terms of technical characteristics. Finally, aiming at higher accuracy and more reliable PNT services, a road map of precise orbit determination and time synchronization technique for next generation navigation systems is discussed, which will lead to better and better global navigation satellite systems.     

Status of Satellite Orbit Determination and Time Synchronization Technology for Global Navigation Satellite Systems

In the form of satellite ephemerides and clock parameters, the space datum and system time information of one global navigation satellite system (GNSS) is transferred to users. With the continuous updating in the satellite payload such as the high-precision atomic clock, the monitoring and tracking technique such as the inter-satellite link, and in the data processing technique, the accuracy and real-time performance of the satellite ephemeris and clock error products are steadily improved. Starting from December 27th, 2018, the BeiDou Navigation System 3, or BDS-3, has provided the accurate and reliable basic positioning, navigation, and timing (PNT) service for the users in the countries within the “one belt and one road”. This paper has summarized the faced challenges of the precise orbit determination and time synchronization from the regional BDS-2 system to the BDS-3 global system, and the specific solutions at the control segment. In addition, this paper has compared the BDS with other GNSS systems in terms of technical characteristics. Finally, aiming at a higher accuracy and more reliable PNT service, the road map of precise orbit determination and time synchronization technique for the next generation navigation systems is discussed, which will provide a reference for developing the global navigation satellite systems with an even higher accuracy.     

导航卫星精密定轨与时间同步技术进展

全球卫星导航系统(Global Navigation Satellite System, GNSS)通过播发卫星钟差和精密轨道信息实现时间和空间基准信息向导航用户的传递.随着高精度原子钟等导航卫星载荷、星间链路等天基/地基监测手段以及数据处理方法等技术的不断更新,卫星轨道和钟差产品的精度和实时性也逐步提升. 2018年12月,北斗三号卫星导航系统正式开通,为"一带一路"国家提供实时高精度、高可靠的基本导航定位服务.综述了北斗导航系统从北斗二号区域系统到北斗三号全球系统精密定轨与时间同步处理面临的困难和挑战,针对上述问题,阐述了北斗运行控制系统的解决途径和实现指标.与GPS等其他GNSS系统进行比较,分析了不同导航系统技术特点.最后展望了精密定轨与时间同步技术未来的发展路线图,为更高精度的GNSS导航定位授时服务提供参考.     

双通道终端进行卫星双向法时间比对的归算方法

用双通道终端进行卫星双向法时间比对,可同时实现多台站时间同步。但是,目前双通道终端卫星双向法时间比对仍采用经典二台站归算方法,同时性的优点并没有得到充分的利用,其结果不闭合,比对得到的结果不统一。为了避免了上述问题,给出了新的归算方法,在同一系统下给出时间比对结果。新的归算方法不但提高了时间比对精度,同时还给出卫星到地面站之间的精确伪距,籍此精确地测定卫星的实时位置。     

基于脉冲星计时的航天器自主定位误差估计方法

目前很多学者希望从"X射线脉冲星自主导航"的导航算法研究入手,利用数据分析或仿真进行验证.其中关于航天器自主定位的误差估计方法、误差量级和各种影响因素的讨论,并没有在给定详细初始条件的基础上系统性地说明问题.为了分析上述问题,需从天体测量学的角度出发,对自主定位的各种误差源及其影响因素进行探讨和误差量级的估计.首先,由...     

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.