卫星双向时间比对及其误差分析_刘利

卫星双向时间比对试验
许昭霞;时鑫;陈文静;左大伟
【期刊名称】《测绘科学与工程》
【年(卷),期】2015(035)005
【摘要】卫星双向时间比对方法（TWSTT）涉及设备时延修正、电离层改正、对流层改正、Sagnac效应改正、相对论周期改正和卫星转发器时延改正。

在北京和国家授时中心之间进行了卫星双向时间比对试验，试验结果表明，卫星双向时间比对方法能够实现高精度站间时间同步，路径时延被充分地抵消，站钟计算结果几乎不受路径时延误差的影响。

因此，卫星双向时间比对方法是一种高精度的钟差获取方法。

【总页数】4页(P75-78)
【作者】许昭霞;时鑫;陈文静;左大伟
【作者单位】[1]北京卫星导航中心,北京100094;[2]中国人民公安大学,北京100038;[3]华北计算技术研究所,北京100083
【正文语种】中文
【中图分类】P228
【相关文献】
1.地球同步卫星双向共视时间比对及试验分析 [J], 刘利;韩春好;唐波
2.卫星双向时间比对原理及比对误差估算 [J], 孙宏伟;李志刚;李焕信;梁双友
3.基于BDS的卫星双向时间比对性能评估试验 [J], 马煦; 王茂磊; 刘魁星; 王棋萍
4.Vondrak-Cepek组合滤波在北斗共视和卫星双向时间比对融合中的应用 [J], 王威雄;董绍武;武文俊;郭栋;王翔;高喆
5.卫星双向时间频率比对软件接收技术研究 [J], 杨志强;梁坤;张爱敏;袁小迪;宋文霞
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卫星双向时间传递中的卫星运动误差研究任艳阳;周必磊;方宝东;尤伟【摘要】对转发卫星运动引入误差进行了研究.推导了卫星双向时间传递中的卫星运动误差模型,用两行轨道根数(TLE)对目前在轨的多颗地球同步轨道卫星(GEO)的运动进行计算.仿真结果显示:GEO卫星的受摄运动导致的卫星运动误差达数百皮秒,卫星运动规律呈现周日特性,导致1d中不同时刻进行的卫星双向时间传递操作产生不同大小的卫星运动误差.【期刊名称】《上海航天》【年(卷),期】2013(030)006【总页数】5页(P57-61)【关键词】卫星运动误差;卫星双向时间传递;两行轨道根数【作者】任艳阳;周必磊;方宝东;尤伟【作者单位】北京理工大学信息与电子学院,北京 100081;上海卫星工程研究所,上海 200240;上海卫星工程研究所,上海 200240;上海卫星工程研究所,上海 200240【正文语种】中文【中图分类】V448.20 引言现代卫星导航系统基于到达时间（TOA）测量原理，卫星导航系统基于高性能原子钟的时频系统，为导航信号生成、电文注入等操作提供高精度的时间基准，但导航卫星、地面监测站、主控站间时间参考的不一致在这些操作中引入误差。

因此，通过时间同步技术统一导航卫星、地面监测站及主控站的时间参考，形成并维持卫星导航系统的高精度系统时间。

基于当前卫星导航系统的架构，系统时间同步主要采用为站间时间传递和星地时间传递技术。

站间时间传递通过地面站间远距离时间比对实现各监测站站间及监测站与主控站间的时钟同步。

我国自主卫星导航系统使用卫星双向时间传递（TWSTFT）作为主要的站间时间传递手段。

该技术误差主要来自双向信号传播路径的不对称［1］。

转发卫星的运动是造成不对称的因素之一。

国内外对卫星运动误差开展研究，其中以我国陕西天文台与日本NICT站联合开展的试验研究最具代表性［2－3］。

通过试验，发现因GEO卫星的受摄运动，时间传递数据呈现出周期约为24h的周日变化，但尚未提出卫星运动误差的数学模型［3］。

地球同步卫星双向共视时间比对及试验分析刘利，韩春好，唐波（北京5136信箱，100094）摘要：本文讨论了地球同步卫星双向共视时间比对方法的基本原理，给出了该方法考虑各种影响因素的详细计算模型，并采用北京（中心站）与哈尔滨和乌鲁木齐两个标校站之间的共视比对数据进行了计算分析，计算结果表明：地球同步卫星双向共视时间比对方法原始数据的比对精度好于8ns，经过平滑处理，比对精度可以大大提高，如经过15分钟平滑，比对精度达到约2.5ns。

关键词：卫星导航系统；地球同步卫星；时间；共视Abstract: The theory of geostationary satellite two-way common view time transfer is discussed and the detailed model considered all error factors is given in this paper. Calculation and analysis are done using common view test data between Beijing and Harbin and Urumchi stations. The results show that the accuracy of geostationary satellite two-way common view time transfer is better 8ns and data smoothing can greatly improve time transfer accuracy, for example time transfer accuracy has reached about 2.5ns after 15 minutes data smoothing.Key words: Satellite Navigation System; Geostationary Satellite; Time; Common View1引言地球同步卫星定位系统是一种新型、全天候、高精度、区域性的卫星导航定位系统，具有快速定位（导航）、双向简短报文通信和授时（定时）三大功能[1]。

北斗星地双向时频传递与广播钟差精度分析巩秀强;陈俊平;周善石;吴斌【摘要】与其他卫星导航系统不同,北斗卫星导航系统采用星地双向时间比对技术,直接测量卫星钟相对于地面保持的系统时间的钟差,并用于广播电文钟差参数的建模.讨论了电离层延迟误差、卫星相位中心误差等不同误差源对不同类型卫星双向时间同步卫星钟差精度的影响.实测数据分析结果表明,星地双向卫星钟差内符合精度(RMS)优于0.15 ns.利用双向卫星钟差序列,对广播星历钟差参数预报精度进行了分析,统计结果显示广播电文钟差参数预报1 h,精度在2 ns以内,移动卫星刚入境时,钟差参数预报6 h误差可达10 ns.【期刊名称】《天文学进展》【年(卷),期】2019(037)002【总页数】9页(P178-186)【关键词】北斗卫星导航系统;双向时频传递;广播钟差参数【作者】巩秀强;陈俊平;周善石;吴斌【作者单位】中国科学院上海天文台,上海 200030;中国科学院大学,北京 100049;中国科学院上海天文台,上海 200030;中国科学院上海天文台,上海 200030;中国科学院上海天文台,上海 200030【正文语种】中文【中图分类】P2281 引言中国北斗卫星导航系统(Beidou navigation satellite system,BDS)具备无线电星地双向时间比对测量技术[1]。

国内外已有较多双向时间比对技术的研究，星地双向时间同步技术通过上下行伪距求差，消除了共有误差影响，也减小与信号频率有关的电离层延迟等误差[2,3]。

综合考虑目前时间比对技术各误差源的精度量级[4]，星地无线电双向法的理论精度可达到约几百皮秒的量级[5,6]。

本文利用北斗双向实测数据[7]，分析了电离层误差和卫星相位中心误差对双向时间比对精度的影响及其改正方法，统计了双向钟差的随机噪声。

卫星钟差模型是广播电文的重要组成部分，其精度直接影响导航系统的服务性能[8−10]。

基于卫星双向法的时间比对系统构建与分析作者：叶玲玲石明华楼杨来源：《现代电子技术》2011年第24期摘要：为了实现高精度时间同步，采用了卫星双向法，对时间比对系统进行了构建，并对影响比对系统不确定度的因素进行了分析。

卫星双向法即两个台站同步发送和接收时间信号，可消除传递路径引起的误差,如:卫星位置引起的误差、电离层和对流层修正误差、卫星转发器误差。

分析表明：在所有不确定度影响因素中，发射与接收设备时延的不稳定性是最大影响分量，系统对时精度可控制在4 ns以内。

系统的构建为高精度时间同步提供了可操作的方法。

关键词：时间同步；卫星双向法；钟差；不确定度中图分类号：TN98-34 文献标识码：A 文章编号：1004-373X(2011)24-0141-03Establishment and Analysis on Time Synchronization Comparison System by Two-way Satellite YE Ling-ling, SHI Ming-hua, LOU Yang(China Satellite Maritime Tracking ＆ Controlling Department, Jiangyin 214431, China)Abstract： For the high-accuracy time synchronization, the two-way satellite (TWSIT) is adopted, the time synchronization comparison system is built, and the major facts of affecting the system uncertainty are analyzed. TWSIT means that the timing synchronizes transmission and reception of the two stations. It can eliminate the errors (such as satellite position error, ionospheric delay error, troposphere delay error and satellite transponder error) caused by transmission routes. The analysis shows that in all influence factors of uncertainty, the delay instability of transmission and reception devices is a major influence component, and the time synchronization accuracy can be controlled by the system within 4 ns. The system provides an operable method for the high-accuracy time synchronization.Keywords： time synchronization; TWSIT; clock difference; uncertainty0 引言在卫星导航定位系统中，定轨和定位的前提是各观测量的时间同步，因此，高精度时间基准的建立、维持和时间同步技术是建立卫星导航定位系统的重要技术之一。

双通道终端进行卫星双向法时间比对的归算方法
李志刚;李焕信;张虹
【期刊名称】《时间频率学报》
【年(卷),期】2002(025)002
【摘要】用双通道终端进行卫星双向法时间比对,可同时实现多台站时间同步.但是,目前双通道终端卫星双向法时间比对仍采用经典二台站归算方法,同时性的优点并没有得到充分的利用,其结果不闭合,比对得到的结果不统一.为了避免了上述问题,给出了新的归算方法,在同一系统下给出时间比对结果.新的归算方法不但提高了时间比对精度,同时还给出卫星到地面站之间的精确伪距,籍此精确地测定卫星的实时位置.
【总页数】9页(P81-89)
【作者】李志刚;李焕信;张虹
【作者单位】中国科学院国家授时中心,陕西省临潼,710600;中国科学院国家授时中心,陕西省临潼,710600;中国科学院国家授时中心,陕西省临潼,710600
【正文语种】中文
【中图分类】P127.12
【相关文献】
1.卫星双向共视法时间比对计算模型及其精度评估 [J], 刘晓刚;吴晓平;张传定
2.卫星双向共视法时间比对中Sagnac效应计算模型 [J], 曹纪东;刘晓刚;刘雁雨;李炜
3.卫星双向法时间比对的归算 [J], 李志刚;李焕信;张虹
4.中日卫星双向法时刻比对 [J], 李志刚;
5.卫星双向法时间频率比对系统的研究与构建 [J], 朱江淼;韩东;高源;郭楷
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相位中心偏差对无线电时间比对的影响分析朱陵凤;李超;唐波;刘利;郭睿【摘要】针对卫星发射天线相位中心、卫星接收天线相位中心与卫星质心三者不重合问题，推导了基于卫星姿态的卫星天线相位中心改正计算模型，利用实测数据分析了该改正项对GEO、 IGSO和MEO这3类卫星星地无线电双向时间比对结果的影响。

结果表明，在纳秒量级的无线电时间比对中，该误差项不需要特别考虑；在高于纳秒量级的无线电时间比对中，必须严格计算卫星发射与接收天线相位中心相对于卫星质心的改正项。

%As the satellite centroid differs from the phase center of satellite transmitting antenna and receiving antenna,this paper deduces a satellite antenna phase center correction model based on satellite attitude. The impact of the model on two⁃way radio time transfer for GEO,IGSO,MEO satellites is analyzed with actually observed data,the result indicates that the error can be ignored in the case of the accuracy of wireless time transfer at level 1 ns.When the accuracy better than 1 ns,the satellite antenna phase center offsets must be calculated accurately.【期刊名称】《无线电工程》【年(卷),期】2016(046)003【总页数】4页(P54-57)【关键词】无线电时间比对;卫星;天线相位中心;偏差【作者】朱陵凤;李超;唐波;刘利;郭睿【作者单位】北京卫星导航中心，北京100094;北京卫星导航中心，北京100094;北京卫星导航中心，北京100094;北京卫星导航中心，北京100094;北京卫星导航中心，北京100094【正文语种】中文【中图分类】P228.9AbstractAs the satellite centroid differs from the phase center of satellite transmitti ng antenna and receiving antenna,this paper deduces a satellite antenna p hase center correction model based on satellite attitude.The impact of the model on two-way radio time transfer for GEO,IGSO,MEO satellites is analyzed with actual ly observed data,the result indicates that the error can be ignored in the ca se of the accuracy of wireless time transfer at level 1 ns.When the accuracy better than 1 ns,the satellite antenna phase center offsets must be calculat ed accurately.Key words radio time transfer;satellite;antenna phase center;offset在卫星导航定位系统中，星地无线电双向时间比对所采用的观测量是上下行双向测距值，上行测距值为测站发射天线相位中心到卫星接收天线相位中心之间的伪距观测量，下行测距值为卫星发射天线相位中心到测站接收天线相位中心之间的伪距观测量。

卫星导航系统的误差分析与校正在当今的科技时代，卫星导航系统已经成为我们日常生活中不可或缺的一部分。

无论是出行导航、物流运输，还是地质勘探、农业生产等领域，都离不开卫星导航系统的精准定位服务。

然而，卫星导航系统并非完美无缺，其存在着一定的误差。

为了更好地利用卫星导航系统，提高定位精度，对其误差进行分析与校正就显得尤为重要。

卫星导航系统的误差来源多种多样，大致可以分为三类：与卫星相关的误差、与信号传播有关的误差以及与接收机相关的误差。

首先，与卫星相关的误差主要包括卫星星历误差和卫星钟误差。

卫星星历是描述卫星运行轨道的一组参数，由于卫星在太空中受到各种引力和非引力的影响，其实际运行轨道与预测的星历可能存在偏差，从而导致定位误差。

卫星钟误差则是由于卫星上的原子钟与地面标准时间存在差异而产生的。

尽管卫星钟的精度已经非常高，但微小的时间偏差在经过距离计算后仍可能导致较大的定位误差。

其次，信号传播过程中的误差也不可忽视。

电离层延迟是其中的一个重要因素。

当卫星信号穿过电离层时，电离层中的自由电子会使信号的传播速度发生变化，从而导致信号传播时间的测量出现误差。

对流层延迟同样会影响信号传播。

对流层中的水汽和大气压力的变化会使信号的传播路径发生弯曲，进而造成定位误差。

多路径效应也是常见的问题。

当卫星信号到达接收机时，可能会通过多条不同的路径，例如建筑物反射、水面反射等，这些不同路径的信号相互叠加，会干扰接收机对主信号的准确测量。

最后，接收机自身也可能引入误差。

接收机的钟差就是一个例子，接收机内部的时钟与卫星钟不同步，会导致时间测量的误差。

此外，接收机的位置误差、天线相位中心偏差等也会对定位结果产生影响。

为了减小这些误差，提高卫星导航系统的定位精度，科学家们采取了一系列的校正方法。

针对卫星星历误差和卫星钟误差，地面控制站会对卫星进行持续监测，并通过上传修正参数来对卫星的轨道和时钟进行修正。

同时，利用多个地面监测站组成的监测网，可以更加精确地确定卫星的位置和时钟偏差，从而提高星历和钟差的精度。

星地距离变化对星地双向时间比对的影响及改正
王威;魏立栋;范国清
【期刊名称】《国防科技大学学报》
【年(卷),期】2010(032)002
【摘要】星地时间同步是卫星导航系统的关键技术,星地双向时间比对能有效提高星地时间同步的精度.在分析了星地距离变化对星地双向时间比对可引起百纳秒量级误差后,提出了前后历元观测数据差分改正方法,通过数学仿真验证该方法能达到纳秒量级精度.
【总页数】5页(P23-26,45)
【作者】王威;魏立栋;范国清
【作者单位】国防科技大学,机电工程与自动化学院,湖南,长沙,410073;国防科技大学,机电工程与自动化学院,湖南,长沙,410073;国防科技大学,机电工程与自动化学院,湖南,长沙,410073
【正文语种】中文
【中图分类】P228
【相关文献】
1.星地双向时间比对Sagnac效应的计算和分析 [J], 刘晓刚;张传定
2.星地无线电双向法时间比对计算模型及其误差评估 [J], 刘晓刚;张传定
3.星地无线电双向法时间比对中Sagnac效应的计算 [J], 刘晓刚;邓禹;孙军;蒲亭汀
4.星地无线电双向时间比对模型及试验分析 [J], 刘利;朱陵凤;韩春好;刘晓萍;李超
5.基于星地双向时间比对数据的北斗三号铷原子钟在轨性能评估 [J], 王鹏飞;王芳;赵峰;安绍锋;梅刚华
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