高稳定性数字钟的分析与实现

介绍一种高稳定、低功耗、多功能、小型化的数字钟 ,由数字钟插入相位噪声引起的 1pps输出信号相位抖动为 5 .3ps,前沿上升时间为 4 .6ns ,指标测量通过 2m长 5 0Ω高频同轴电缆并接 5 0Ω电阻性负载 ,输入信号为 10MHz正弦波信号 ,移相精度为 10 0ns,同步精度≤ 10 0ns,通过RS 2 32接口每秒一次的速率以ASCII码格式输出时间信息 (年、月、日、时、分、秒 ) ,在接数显钟面时其功耗为2W ,不接数显钟面时为 1.2W。     

GPS精密钟差内插方法研究

GPS钟差的计算,可以通过精密星历内插所得。将IGS提供的15min精密星历内插到5min,其中分别用拉格朗日多项式、切比雪夫多项式法来进行内插,根据两种插值多项式分别比较分析在不同阶数情况下内插的精度。详细介绍了拉格朗日多项式、切比雪夫多项式插值法的基本原理,通过算例得出了拉格朗日与切比雪夫的拟合精度都可以满足精密定位需要,且切比雪夫插值的精度更高。     

GNSS精密单点定位中的实时质量控制

提出了一套适用于GNSS精密单点定位(PPP)的实时质量控制方法,重点研究了钟跳探测与修复、周跳探测与标记、抗差估计方法,并在现有质量控制方法的基础上进行了改进。对比分析了不同质量控制方案对PPP的影响,结果表明,钟跳不利于周跳探测,严重影响非差PPP的精度和效率,必须对其进行探测与修复;联合MW、GF组合可以探测出绝大多数周跳,且较使用单一方法更为准确、可靠;采用改进的抗差估计有效抑制了残余粗差对精密定位的影响,显著提高了PPP的精度和可靠性。     

GPS在轨卫星原子钟的稳定性分析

导航卫星星载原子钟的相位或频率数据,作为导航系统应用研究的基础,将直接影响导航系统时间尺度建立以及定位的精度和准确性。本文针对由IGS官网提供的四种GPS卫星钟的钟差数据,采用修正阿伦方差进行了稳定性分析,得到了一些有益的结论。     

基于GM(1,1)灰色模型卫星钟差短期预报的精度分析

为了提高GPS快速单点定位的精度,必须及时获得高精度的精密星历。基于卫星钟差变化的灰色特性,建立GPS卫星钟差GM(1,1)灰色模型,对卫星钟差进行短期预报。计算结果表明,灰色模型GM(1,1)用于卫星钟差短期预报,只需要使用少数几个历元的已知卫星钟差进行建模,不仅减少建模数据量,提高建模速度,而且预报精度较高,可以满足GPS快速单点定位的实际需要;并对卫星搭载的原子钟精度进行分析,得出基于灰色模型GM(1,1)分析的Rb钟的精度和稳定性要优于Cs钟。     

实时精密单点定位中的数据预处理研究

提出了适用于实时环境的一套数据预处理方案,包括钟跳修复、联合使用Geometry-Free和Melbourne-Wübbena组合进行周跳探测。通过丰富的实验算例,说明了对观测值进行钟跳修复的必要性;证明了联合使用GF与MW组合能够准确有效地探测出实际数据中存在的以及手工模拟加入的周跳。     

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。     

无线传感器网络中基于时钟漂移补偿的时间同步技术

在分析和总结现有时间同步算法的特点及其存在问题的基础上,提出了一种在无线传感器网络的时间同步协议（TPSN）中同时考虑节点时钟偏移和频率漂移率的改进算法。该算法利用连续两次同步过程中所记录的时间信息来估算节点时钟的偏移和频率漂移率,并进行补偿。同传统算法相比,此算法通讯成本较低、精度较高。最后通过数学分析和仿真的方法对所提出的改进算法进行了验证。     

基于Spearman秩相关系数的PWV与PM2.5相关性研究

在讨论大气可降水量(PWV)与细颗粒物(PM 2.5)之间的相关性时,传统方法未能很好地顾及连续数据中包含的非雾霾天气信息的影响,为此本文提出2个数据选取标准——时间标准和空气质量指数(AQI)等级标准,用于获取雾霾期间对应的PWV和PM 2.5序列。为解决数据筛选后不连续的问题,引入一种非参数性质的Spearman秩相关系数ρ,在北京市2014~2016年雾霾多发期,分析不同AQI等级对应时段的非连续等距的PWV和PM 2.5序列的相关性可知,筛选后3 a的ρ在第1、4季度的均值分别为0.6613和0.6280,整体均值为0.6447,表明雾霾天气下PWV和PM 2.5序列具有单调正向的相关性,而传统分析方法(未筛选)下两者的相关系数均较小,表明在对数据进行选取后的分析结果更具针对性和准确性。     

区域GNSS网的整数卫星钟差解算

基于双差模糊度的整数性质,从理论上证明,通过固定基准模糊度可以使整网的星间单差模糊度都恢复整数性质,实现星间单差模糊度固定,从而得到整数卫星钟差。提出模糊度连续弧段的概念,改进基准模糊度选取方法。实验表明,对于1 d弧长的区域观测网数据,与旧方法相比,新方法获得的基准模糊度的数量增加近1倍;基准模糊度固定之后,窄巷模糊度成功固定的比例从60%左右提高到90%左右。将得到的整数卫星钟差用于30 min弧长的快速静态PPP,实现固定解的比例为96.00%。模糊度固定之后,PPP定位N、E、U方向的RMS分别达到7.3 mm、9.8 mm、23.3 mm。