利用非GEO卫星进行地面站时间同步研究.pdf

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1、2010年第6期上海航天AEROSPACESHANGHAI文章编号：1006—1630(20lO)06—0061—04利用非GEO卫星进行地面站时间同步研究朱利伟1’2，文援兰1，刘峰1，潘汪华1(1．国防科学技术大学航天与材料工程学院，湖南长沙410073；2．中国卫星海上测控部，江苏江阴214431)摘要：根据地球静止轨道(GEO)卫星转发同步信号的双向时间比对法实现站问时间同步的基本原理，提出了利用拟合非GEO卫星转发信号的伪距实现时间同步的新方法。拟合伪距法消除了传播路径延迟和只能使用GEO卫星作为信号转发器的限制，扩大了双

2、向时间比对的应用范围。仿真结果表明：该法有较高的精度，满足工程要求。关键词：时间同步；时间比对；修正伪距；最小二乘；钟差中图分类号：P127．12文献标示码：AResearchonGround--GroundTimeSynchronizationViaNon·-GEOSatelliteZHULi-weil”，WENYuan—lanl，LIUFen91，PANWang—hual(1．CollegeofAerospaceandMaterialEngineering，NUDT，ChangshaHunan410073，China；2．Chi

3、naSatelliteMaritimeTrackingandControllingDepartment，JiangyinJiangsu214431，China)Abstract：Anewwayusingqusai-polynomialtofitthepseudo-rangewhichtransmittedbynon-GEOsatellitewasputforwardaccordingtotheprincipleofthetwo-waytimeandfrequencytransferwithGEOsatellitefortimesyn

4、chronizationbetweensatellitebasestationsinthispaper．ThelimitationthatonlytheGEOsatellitewouldbeusedforthetwo-waytimeandfrequencytransferforeliminatingthepathdelaywaseliminatedbythenewfittingpseudo-rangemethodwhichexpandedtheusagescopebybreakingtheGEOlimitation．Thesimul

5、ationresultsshowedthatthenewmethodwaswithhighprecision，whichmettherequirementintheengineering．Keywords：Timesynchronization；Timeandfrequencytransfer；Revisedpseudo-range；Leastsquareestimation；Clockerror0引言时间同步是卫星导航系统建设的关键技术之一，它直接影响卫星导航系统的性能和定位精度。在站间时间同步研究中，目前主要采用搬运钟法、卫星共

6、视法和双向时间比对法等D,z]。其中，双向时间比对法的精度最高，工程实现也不难。该方法获得了广泛应用[3]。当前对卫星双向时间比对法的研究主要集中在利用GEO转发信号实现时间同步，因为GEO卫星可视作相对地面处于静止状态，双向传递路径相同，可很好地消除传递路径误差。在使用非GEO卫星时，星地相对位置为变量，不能直收稿日期：2008—09—23；修回日期：2008一10—28作者简介：朱利伟(1983一)，男，硕士生，主要研究方向为飞行器设计和卫星导航。接消除传递路径误差。为利用非GEO卫星转发的信号，本文提出一种用最小二乘拟合多项式

7、处理信号传递伪距数据计算传播路径相同的伪距，进而求解站间钟差的方法。1利用GEO卫星的双向时间比对将地面站A的原子钟秒信号按一定格式编入上行电文，并记录钟面时间，发送到天上的某GEO卫星，并由卫星立即转发到地面站B。地面站B接收后，与本地原子钟面时间比对，得到该信号经转发的伪距A加。同样由地面站B经同一颗卫星向站A发送同步信号，获得信号经转发的伪距ABA。假设地面站A发送信号的时刻为tA，到达地面站B时刻为￡：；地面站B在时刻t。发送，到达地面站A时刻为￡二。获得两次信号传递伪距分别为上海航天AEROSPACESHANGHAI201

8、0年第6期fAAB=t’B—tA=(△TB—ATA)+醒+躐。+踹+艿扩+雒+啪；⋯I．：lBA=￡二一tB=(△n—An)+晶+L蹯”+踣+爨m饨+糍+rBA．式中：AAB，A且A为观测量；△丁。，△n为两地面站的钟面时分别相对系统