張文紅

摘要

隨著導(dǎo)航系統(tǒng)定位體系的不斷完善，其系統(tǒng)對(duì)時(shí)間同步技術(shù)的應(yīng)用越發(fā)成熟。我國(guó)時(shí)間同步技術(shù)發(fā)展緩慢，同時(shí)，時(shí)間同步技術(shù)實(shí)施成效，直接影響著民航衛(wèi)星定位系統(tǒng)的作用發(fā)揮。本文主要對(duì)時(shí)間同步技術(shù)的作用及其重點(diǎn)技術(shù)展開(kāi)分析，以提高時(shí)間同步的精確度。

【關(guān)鍵詞】民航 衛(wèi)星導(dǎo)航 同步技術(shù)

現(xiàn)代軍事與國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展，對(duì)衛(wèi)星導(dǎo)航定位越發(fā)依賴，儼然成為了現(xiàn)代社會(huì)發(fā)展必不可少的組成部分。衛(wèi)星導(dǎo)航定位試驗(yàn)系統(tǒng)自建設(shè)以來(lái)，廣泛應(yīng)用于水利、石油等民用領(lǐng)域，自身的優(yōu)勢(shì)也是GPS等不能比擬的。作為定位系統(tǒng)基本性能，時(shí)間同步技術(shù)的實(shí)施成效，將直接影響到系統(tǒng)化定位、導(dǎo)航等精度，更是系統(tǒng)設(shè)計(jì)關(guān)鍵;對(duì)此，加強(qiáng)此方面的研究尤為關(guān)鍵。

1 同步技術(shù)概述

基于衛(wèi)星定位角度分析，其還涉及分為距定位，以及測(cè)角定位兩類，從衛(wèi)星定位原理入手分析，測(cè)角定位應(yīng)有具有一定的局限性，而測(cè)距定位分為多星、雙星與單星定位。基于系統(tǒng)時(shí)角度分析，其主要指多衛(wèi)星觀測(cè)量，統(tǒng)一的固定時(shí)間點(diǎn)。導(dǎo)航定位系統(tǒng)的應(yīng)用，要求機(jī)器時(shí)間同步，其時(shí)間差、精確度等滿足要求，時(shí)間誤差應(yīng)不超過(guò)幾納秒內(nèi)。但就算是銫鐘，長(zhǎng)期工作后也會(huì)出現(xiàn)超出系統(tǒng)限制的時(shí)間誤差范疇。對(duì)此，時(shí)間同步技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，其能夠?qū)⑹占降牡孛嫘l(wèi)星鐘差數(shù)據(jù)，經(jīng)過(guò)導(dǎo)航電文，向使用該系統(tǒng)的用戶播發(fā)，使用戶利用模型修正鐘差參數(shù)。衛(wèi)星鐘可實(shí)時(shí)顯示系統(tǒng)信號(hào)時(shí)標(biāo)，但衛(wèi)星鐘穩(wěn)定性差，易頻繁出現(xiàn)衛(wèi)星鐘漂移狀況。衛(wèi)星信號(hào)在實(shí)際中，很難達(dá)到頻率標(biāo)準(zhǔn)，或是物理時(shí)間等方面的標(biāo)準(zhǔn);對(duì)此，需及時(shí)調(diào)節(jié)物理影響因素，而時(shí)間同步技術(shù)即可規(guī)避各產(chǎn)生衛(wèi)星鐘漂移的影響因素。

2 時(shí)間同步技術(shù)

2.1 TWSTFT

雙向時(shí)間傳遞，是指導(dǎo)航設(shè)備A/B，在同步情況下，對(duì)雙方的本地整秒時(shí)間，以及到達(dá)本地時(shí)間進(jìn)行測(cè)量，兩個(gè)時(shí)間差間的差距，可視為導(dǎo)航設(shè)備鐘差。根據(jù)相減后得到的鐘差，對(duì)其中一個(gè)設(shè)備，展開(kāi)適當(dāng)?shù)谋镜冂娦拚?，或是播發(fā)兩監(jiān)測(cè)站間鐘差數(shù)據(jù)，即可實(shí)現(xiàn)兩監(jiān)測(cè)站時(shí)間同步。衛(wèi)星雙向時(shí)間傳遞的時(shí)間同步精度，主要受兩設(shè)備測(cè)量誤差影響，因?yàn)樵O(shè)備時(shí)延可調(diào)整、精確測(cè)定，要求調(diào)整范圍不超過(guò)Ins。基于測(cè)量誤差角度分析，受測(cè)量設(shè)備性能，以及接收信噪比的效果等因素影響;所有無(wú)變動(dòng)情況下的地面站，體積通常不會(huì)受到太大干擾。除此之外，為滿足工作需要，雙向傳播路徑，在延遲方面，應(yīng)當(dāng)保持一致。這就需通過(guò)某監(jiān)測(cè)站同步衛(wèi)星，能夠衛(wèi)星移動(dòng)后，通過(guò)雙向時(shí)間頻率傳遞，以制造符合工作標(biāo)準(zhǔn)的路徑延遲差。

2.2 衛(wèi)星共視

基于衛(wèi)星雙向共視角度分析，其是指對(duì)一個(gè)衛(wèi)星信號(hào)，展開(kāi)觀測(cè)的兩個(gè)地面站。觀測(cè)其到地面監(jiān)測(cè)站，以及整秒時(shí)間差，將相減的兩個(gè)時(shí)間差間的差距，可視為兩地面站鐘差，按照計(jì)算出的鐘差，對(duì)某個(gè)地面站，展開(kāi)本地鐘調(diào)整，兩地面監(jiān)測(cè)站即可實(shí)現(xiàn)時(shí)間同步。衛(wèi)星共視法，其同步精度，主要受地面站A測(cè)得其與衛(wèi)星間信號(hào)時(shí)間延遲;地面站B測(cè)得其與衛(wèi)星間信號(hào)時(shí)間延遲;地面站A、B測(cè)量衛(wèi)星發(fā)射信號(hào)，與秒信號(hào)時(shí)間差等因素影響。測(cè)量誤差的存在，與測(cè)量設(shè)備動(dòng)態(tài)性能，以及接收信噪比等不無(wú)關(guān)系。對(duì)此，所有無(wú)變動(dòng)情況下的地面站，體積通常不會(huì)受到太大干擾。G/T指標(biāo)良好，A、B兩地面站，觀測(cè)到的衛(wèi)星間信號(hào)時(shí)間延遲，兩者間的測(cè)量誤差可低于1ns。地面站A與地面站B在實(shí)際中，對(duì)本地秒信號(hào)間、衛(wèi)星發(fā)射信號(hào)兩者間的差異，兩者間的測(cè)量誤差可低于1ns;衛(wèi)星共視法，會(huì)在同步站間交換數(shù)據(jù)，其時(shí)間同步精度，通常會(huì)比1ns高。

3 鐘差外推和預(yù)報(bào)

衛(wèi)星導(dǎo)航定位體系工作原理相對(duì)復(fù)雜，地面站觀測(cè)到的信息，即衛(wèi)星觀測(cè)數(shù)據(jù)，通常會(huì)由數(shù)據(jù)中心站處理。主控站、地面站間的聯(lián)系，主要通過(guò)通信手段完成;對(duì)此，各地面站間無(wú)需展開(kāi)外推。地面監(jiān)測(cè)站的功能仍存在局限性，測(cè)量衛(wèi)星鐘誤差時(shí)，并不能實(shí)現(xiàn)持續(xù)觀測(cè)。尤其是在超觀測(cè)能限外，衛(wèi)星鐘與系統(tǒng)間，主要借助衛(wèi)星鐘實(shí)現(xiàn)同步。對(duì)此，衛(wèi)星鐘秒穩(wěn)，時(shí)間同步精度越高。通常情況下，定位系統(tǒng)會(huì)外推衛(wèi)星鐘差，將地面鐘與衛(wèi)星鐘等計(jì)算信息，以鐘差預(yù)報(bào)途徑，向用戶播發(fā)?；谛l(wèi)星鐘差預(yù)報(bào)角度分析，其預(yù)報(bào)準(zhǔn)確度，主要受觀測(cè)精度，以及預(yù)報(bào)時(shí)間長(zhǎng)度、鐘差觀測(cè)時(shí)間長(zhǎng)度等因素影響。觀測(cè)時(shí)間與精度呈正相關(guān)，觀測(cè)時(shí)間與預(yù)報(bào)時(shí)間呈負(fù)相關(guān)。預(yù)報(bào)、觀測(cè)時(shí)間相同，鐘差預(yù)報(bào)精度，主要受為衛(wèi)星鐘運(yùn)行屬性影響。觀測(cè)時(shí)間越長(zhǎng)，預(yù)測(cè)精度越高，12小時(shí)的觀測(cè)時(shí)間，其鐘差預(yù)報(bào)精度，可高達(dá)10ns。

4 總結(jié)

在衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)中，時(shí)間同步技術(shù)的應(yīng)用越發(fā)自如，技術(shù)也基本能夠滿足導(dǎo)航定位系統(tǒng)，對(duì)時(shí)間同步精確度需要。但同步技術(shù)的精度仍有較大的進(jìn)步空間;對(duì)此，加強(qiáng)同步技術(shù)分析，提高定位系統(tǒng)性能有著重要意義。

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