[发明专利]一种包含GNSS共视时间比对算法的时间频率传递接收机

说明书

本发明提供了一种包含GNSS共视时间比对算法的时间频率传递接收机，属于卫星导航系统接收机时间比对研究领域，具体涉及到接收机硬件设计：时频单元，射频单元，信号处理单元，监控单元；卫星定轨；信号传播延迟修正和数据的后期处理。共视时间比对算法中包括建立伪距观测方程，对流层时延修正值，地球自转效应修正值建模，并对实时时间比对就结果进行滤波和事后处理。本发明的优点主要有两点：第一，易于实现，共视法时间比对，只需要让被测量的接收机同时观测一颗卫星即可实现时间比对。第二，加入Kalman滤波和RTS事后处理的时间比对相比于单纯的共视时间比对算法精度更高。

技术领域

本发明属于卫星导航系统接收机时间比对研究领域，具体涉及到卫星定轨，信号传播延迟修正和数据的后期处理。

背景技术

在定位导航精度不断提高的背景下，高精度的时间同步已经成为各个GNSS卫星定位导航系统中的关键技术，是定位导航精度的重要保证。时间比对算法是实现时间同步技术的关键，是确定不同地面接收机时间差的重要方法。目前现有的时间比对算法包括共视法时间比对，全视法时间比对，载波相位法时间比对等算法。Allan和Weiss等人提出共视时间比对算法；Jung与Petit提出了全视时间比对算法。全视法时间比对需要多个接收机同时观测多颗卫星，这同样对接收机和比对算法有较高要求；载波相位法虽然精度较高，但观测器材的成本也相对较高，且算法复杂，不易实现。

发明内容

本发明提供了一种包含GNSS共视时间比对算法的时间频率传递接收机，目的在于利用共视法实现接收机时间比对，并对比对结果进行事后处理以提高比对精度。本发明的目的是这样实现的：

共视时间比对算法中包括：

(1)建立伪距观测方程：通过接收卫星播发的导航信号来计算不同位置地面接收机的时间差的时间比对算法需要建立伪距观测方程，确定卫星和接收机的真实距离，计算信号传播过程中的时间延迟，对观测结果进行滤波和事后平滑。通过确定卫星轨道位置和接收机位置可以计算出卫星到接收机的真实距离。而不同的导航系统其卫星轨道确定的方法也不同，GPS，Galileo和COMPASS系统采用的是星历电文解算的方法，而GLONASS系统采用的是轨道方程推算的方法；

(2)对延迟进行修正：电离层时延和对流程时延是信号传播过程中时间延迟的重要组成部分，GPS，GLONASS，Galileo和COMPASS四个系统可以利用双频接收机直接测量出电离层延时修正值。GNSS对流层时延修正值估算模型通常采用Hopfield模型。

(3)对实时时间比对就结果进行Kalman滤波和RTS事后处理：Kalman滤波算法是消除计算过程中随机误差的最有效手段，也是最常见的对观测数据处理的常用算法，应用最为成熟，本发明在Kalman滤波算法后加入RTS事后平滑算法，可以在Kalman滤波的基础上，进一步提高时间比对精度。

与现有技术相比，本发明的优势在于：(1)本发明易于实现，共视法时间比对，只需要让被测量的接收机同时观测一颗卫星即可实现时间比对；(2)加入Kalman滤波和RTS事后处理的时间比对相比于单纯的共视时间比对算法精度更高。

附图说明

图1为GNSS共视接收机原理图。

图2为伪距测量示意图。

图3为时间比对算法流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步描述。

本发明提供了一种包含GNSS共视时间比对算法的时间频率传递接收机，属于卫星导航系统接收机时间比对研究领域，具体涉及到卫星定轨，信号传播延迟修正和数据的后期处理。

本发明包括GNSS接收机硬件设计，图1为共视接收机原理图。