Galileo系统时差监测方法研究与实现

发布时间：2017-09-22 01:13

  本文关键词：Galileo系统时差监测方法研究与实现

  更多相关文章： 多模导航 GNSS系统时差 卫星钟评估 时差监测 定位精度

【摘要】：目前全球卫星导航系统主要由四大系统组成,包括美国的GPS全球定位系统、俄罗斯的GLONASS、正在发展中的欧洲Galileo卫星导航系统以及已经完成区域性建设的中国北斗卫星导航系统。随着卫星导航系统的快速发展,多模导航的优势被越来越多的人所认识,成为未来导航系统的必然发展趋势,要想实现多模导航,系统时间的兼容与互操作是待解决的焦点问题之一。应导航系统的快速发展,本文开展了通过接收Galileo卫星空间信号实现Galileo系统时差监测方法的研究,设计实现了多GNSS接收机数据采集软件,采集四大卫星导航系统的数据,在此基础上评估了Galileo在轨卫星钟性能,为多模导航提供依据。研究了Galileo系统时差监测方法,并完成了Galileo系统时差监测系统的设计与实现,分析了UTC(NTSC)-GST的监测精度,最后对系统时差监测结果进行了验证。论文的主要研究成果如下:1.研究GNSS系统时差监测方法,本文重点研究了基于接收空间信号的方法实现Galileo系统时差监测,并分析了影响时差监测精度的各项误差分布。2.设计并研制了多GNSS接收机数据采集软件,实现了四大卫星导航系统的数据采集,并对Galileo在轨卫星钟性能进行了评估。结果表明:当改正到卫星钟时间获取UTC(NTSC)与SVT时差时,星钟频率稳定度(?=60s和?=300s)分别在e-12和e-13量级,而且各颗卫星星钟频率稳定度随时间变化具有一致性。当通过星钟误差改正再将星钟时间改正到系统时间获取UTC(NTSC)与GST时差时,星钟稳定度比改正前略有提升。3.搭建了Galileo系统时差监测平台,完成了Galileo系统时差监测软件的编写,实现了Galileo系统时差的实时监测,并对监测结果做了分析。结果表明:UTC(NTSC)-GST监测精度在5ns以内。4.对系统时差监测结果进行了验证,利用GPS/Galileo系统时差监测值的两种不同处理方法以及其对定位精度的影响对系统时差监测结果做了评估,结果表明GPS/Galileo系统时差监测结果精度较高。
【关键词】：多模导航 GNSS系统时差 卫星钟评估 时差监测 定位精度
【学位授予单位】：中国科学院研究生院(国家授时中心)
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TN967.1
【目录】：

• 致谢3-4
• 摘要4-5
• ABSTRACT5-12
• 1 引言12-18
• 1.1 研究背景12-14
• 1.2 国内外研究现状14-16
• 1.3 主要研究内容及意义16
• 1.4 论文的结构安排16-18
• 2 Galileo卫星导航时间系统18-24
• 2.1 Galileo系统时间18-20
• 2.2 Galileo卫星钟时间20-24
• 3 GNSS系统时间偏差监测方法研究24-32
• 3.1 GNSS系统时差监测方法综述24-25
• 3.2 接收空间信号进行GNSS系统时差监测的基本原理25-27
• 3.3 GNSS系统时差监测方法误差源分析27-32
• 3.3.1 与卫星有关的误差27-29
• 3.3.2 与卫星信号传播有关的误差29-30
• 3.3.3 与接收机有关的误差30-31
• 3.3.4 GNSS系统误差精度预算31-32
• 4 Galileo在轨卫星钟性能评估32-42
• 4.1 Galileo卫星钟测试方法研究32-33
• 4.2 Galileo卫星钟性能指标33-35
• 4.2.1 准确度33
• 4.2.2 相位33
• 4.2.3 频率33-34
• 4.2.4 频率漂移34
• 4.2.5 稳定度34-35
• 4.3 星钟模型35
• 4.4 Galileo卫星钟不确定度分析35-36
• 4.4.1 Galileo卫星钟相对频率不确定度分析35
• 4.4.2 Galileo卫星钟稳定度的不确定度分析35-36
• 4.5 多GNSS接收机数据采集软件36-37
• 4.6 Galileo星载原子钟性能评估结果37-42
• 4.6.1 数据来源37-38
• 4.6.2 实验结果与分析38-42
• 5 Galileo系统时差监测系统设计与实现42-52
• 5.1 Galileo系统时差监测系统设计总体方案42-44
• 5.1.1 系统组成及工作原理42-43
• 5.1.2 系统接口设计43-44
• 5.2 Galileo系统时差监测软件设计44-52
• 5.2.1 Galileo系统时差监测软件需求分析44-45
• 5.2.2 Galileo系统时差监测软件设计45-49
• 5.2.3 Galileo系统时差监测软件实现49-52
• 6 Galileo系统时差数据处理与结果分析52-66
• 6.1 GNSS时间偏差监测重要时间参数校准52-59
• 6.1.1 接收机校准52-58
• 6.1.2 参考延迟测试58-59
• 6.2 UTC（NTSC）-GST监测结果分析59-62
• 6.3 GGTO 监测结果分析62-66
• 7 Galileo系统时差监测结果的验证66-76
• 7.1 GPS/Galileo组合导航定位系统时差解决方法66-70
• 7.1.1 用户级处理方法原理分析66-67
• 7.1.2 系统级处理方法67-68
• 7.1.3 用户级处理结果与系统时差监测结果对比68-70
• 7.2 GPS/Galileo组合定位模型70-71
• 7.3 系统时差对组合定位结果的影响71-76
• 7.3.1 数据来源71
• 7.3.2 实验结果与分析71-76
• 8 总结与展望76-78
• 8.1 主要完成的工作总结76-77
• 8.2 下一步工作展望77-78
• 参考文献78-82
• 作者简介及在学期间发表的学术论文与研究成果82

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本文编号：897927