我國獨立自主建設(shè)的全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)——北斗三號（BDS-3）,在2018年底已完成基本系統(tǒng)建設(shè),計劃2020年底全面建成并正式為全球用戶提供定位、導(dǎo)航和授時服務(wù)。考慮到BDS-3系統(tǒng)與BDS-2區(qū)域系統(tǒng)在覆蓋范圍、衛(wèi)星載荷、信號設(shè)計等方面的差異,其遠程時間傳遞的性能有待進一步分析研究。利用GNSS時間傳遞中的共視法和載波相位時間傳遞方法,基于國際時間實驗室BDS-2和BDS-3的短基線、長基線時間傳遞鏈路,對其時間傳遞鏈路的噪聲水平和頻率穩(wěn)定度進行定量分析。實驗結(jié)果表明,對于共視法,在時間傳遞的噪聲水平和頻率穩(wěn)定度方面,BDS-3都明顯優(yōu)于BDS-2;長基線鏈路的精度為1.48ns（BDS-3）和3.13ns（BDS-2）,短基線鏈路的精度為0.65ns（BDS-3）和1.02ns（BDS-2）。對于載波相位方法,BDS-3和BDS-2時間傳遞的噪聲水平相當(dāng),長基線鏈路的精度為0.20ns,短基線鏈路的精度為0.02ns;但在頻率穩(wěn)定度方面,BDS-3優(yōu)于BDS-2。 

【文章來源】：導(dǎo)航定位與授時. 2020,7(05)

【文章頁數(shù)】：7 頁

【部分圖文】：

GNSS共視法時間傳遞示意圖

τab=dtr(a)-dtr(b) (8)需要說明的是,不論共視法還是載波相位法時間傳遞,在測站獲取GNSS衛(wèi)星信號的過程中用到的GNSS接收機、天線,以及各種線纜均會引起一定量的硬件延遲,需要通過不同的校準方法進行準確測量[19]。

圖3給出了基于BDS-2和BDS-3共視法在BRCH-TP01鏈路上的鐘差序列。從圖3中可以看出,BDS-2和BDS-3的鐘差序列存在明顯的系統(tǒng)性偏差,這主要是由于不同系統(tǒng)的延遲并不一致,在鏈路校準中可對其進行準確的標定。另外,從圖3中還可以明顯地看出,BDS-3鐘差序列的連續(xù)性明顯優(yōu)于BDS-2,究其原因主要是BRCH和TP01站位于歐洲地區(qū),BDS-2作為區(qū)域衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng),在此區(qū)域可見衛(wèi)星數(shù)較少,而BDS-3是全球系統(tǒng),其可見衛(wèi)星數(shù)目相對較多。最后,BDS-3鏈路鐘差的噪聲水平顯著小于BDS-2,為了定量對其進行分析。本文選用時間傳遞中常用的Vondark方法對求解的鐘差序列進行平滑,BDS-2和BDS-3平滑殘差的均方根(Root Mean Square,RMS)值分別為3.13ns和1.48ns。圖4給出了BDS-2和BDS-3共視法在TP02-TP01鏈路上的鐘差序列。由于此鏈路為共鐘鏈路,其時間傳遞量的變化在很大程度是鏈路上所使用到的硬件延遲的變化量。其鏈路鐘差的變化在整個時間傳遞實驗中明顯小于BRCH-TP01鏈路。同樣地,BDS-3的噪聲水平也明顯小于BDS-2,其平滑殘差的RMS分別為0.65ns(BDS-3)和1.02ns(BDS-2)。

【參考文獻】：
博士論文
[1]GNSS載波相位時間傳遞關(guān)鍵技術(shù)與方法研究[D]. 張鵬飛.中國科學(xué)院大學(xué)(中國科學(xué)院國家授時中心) 2019
[2]GNSS星載原子鐘質(zhì)量評價及精密鐘差算法研究[D]. 黃觀文.長安大學(xué) 2012



本文編號：3241939