BDS-3时间频率传递方法及其性能分析

发布时间：2021-06-22 02:38

　　我国独立自主建设的全球卫星导航系统——北斗三号（BDS-3）,在2018年底已完成基本系统建设,计划2020年底全面建成并正式为全球用户提供定位、导航和授时服务。考虑到BDS-3系统与BDS-2区域系统在覆盖范围、卫星载荷、信号设计等方面的差异,其远程时间传递的性能有待进一步分析研究。利用GNSS时间传递中的共视法和载波相位时间传递方法,基于国际时间实验室BDS-2和BDS-3的短基线、长基线时间传递链路,对其时间传递链路的噪声水平和频率稳定度进行定量分析。实验结果表明,对于共视法,在时间传递的噪声水平和频率稳定度方面,BDS-3都明显优于BDS-2;长基线链路的精度为1.48ns（BDS-3）和3.13ns（BDS-2）,短基线链路的精度为0.65ns（BDS-3）和1.02ns（BDS-2）。对于载波相位方法,BDS-3和BDS-2时间传递的噪声水平相当,长基线链路的精度为0.20ns,短基线链路的精度为0.02ns;但在频率稳定度方面,BDS-3优于BDS-2。 

【文章来源】：导航定位与授时. 2020,7(05)

【文章页数】：7 页

【部分图文】：

GNSS共视法时间传递示意图

τab=dtr(a)-dtr(b) (8)需要说明的是,不论共视法还是载波相位法时间传递,在测站获取GNSS卫星信号的过程中用到的GNSS接收机、天线,以及各种线缆均会引起一定量的硬件延迟,需要通过不同的校准方法进行准确测量[19]。

图3给出了基于BDS-2和BDS-3共视法在BRCH-TP01链路上的钟差序列。从图3中可以看出,BDS-2和BDS-3的钟差序列存在明显的系统性偏差,这主要是由于不同系统的延迟并不一致,在链路校准中可对其进行准确的标定。另外,从图3中还可以明显地看出,BDS-3钟差序列的连续性明显优于BDS-2,究其原因主要是BRCH和TP01站位于欧洲地区,BDS-2作为区域卫星导航系统,在此区域可见卫星数较少,而BDS-3是全球系统,其可见卫星数目相对较多。最后,BDS-3链路钟差的噪声水平显著小于BDS-2,为了定量对其进行分析。本文选用时间传递中常用的Vondark方法对求解的钟差序列进行平滑,BDS-2和BDS-3平滑残差的均方根(Root Mean Square,RMS)值分别为3.13ns和1.48ns。图4给出了BDS-2和BDS-3共视法在TP02-TP01链路上的钟差序列。由于此链路为共钟链路,其时间传递量的变化在很大程度是链路上所使用到的硬件延迟的变化量。其链路钟差的变化在整个时间传递实验中明显小于BRCH-TP01链路。同样地,BDS-3的噪声水平也明显小于BDS-2,其平滑残差的RMS分别为0.65ns(BDS-3)和1.02ns(BDS-2)。

【参考文献】：
博士论文
[1]GNSS载波相位时间传递关键技术与方法研究[D]. 张鹏飞.中国科学院大学(中国科学院国家授时中心) 2019
[2]GNSS星载原子钟质量评价及精密钟差算法研究[D]. 黄观文.长安大学 2012



本文编号：3241939