[发明专利]一种基于多重完好性检验的GNSS基站组网时间同步方法

说明书

本发明提供了一种基于多重完好性检验的GNSS基站组网时间同步方法，能够实现大覆盖范围，并且实现高精度和稳定性的时间同步。本发明的基于多重完好性检验的GNSS基站组网时间同步方法，对该情况下的基站组网时间同步做多重完好性检验，以剔除异常卫星信号，同时实时求解站间时间差修正各站时间同步信号，使各站时间同步精度保持较高的精度和稳定性，从而保证基站组网高精度时间同步系统的鲁棒性。

技术领域

本发明属于时间同步技术领域，具体涉及一种基于多重完好性检验的GNSS基站组网时间同步方法。

背景技术

在目前许多技术领域中都需要高精度(任意10公里以内的两基站时间同步精度小于或等于3ns)的时间同步，如电力网络、移动通信网络等系统，覆盖很大的区域，往往要求在全区域内实现时间同步。同时，在这些系统中，相互邻近的站点之间的同步精度又非常关键。例如，移动通信网络的基站要实现多基站协同、物联网定位等功能，就要求移动网络信号相互交叠的基站之间的时间同步精度优于10纳秒，甚至更高。全球导航卫星系统(GNSS)具有全天候、全球覆盖、高精度的特性，因而成为实现多站间时间同步的重要手段。

目前基于GNSS的高精度的时间同步技术主要有卫星共视、RTK、PPP等。卫星共视技术能够实现广域覆盖，但其对基站基础硬件设施要求高，一般要在站点布置原子钟，成本较大；RTK实现的时间同步网络的原理主要是基于中心站对导航信号传输路径误差及与卫星有关误差的修正，其覆盖范围是局域性的，且建立中心站的成本往往也较高；基于PPP技术实现的站间时间同步覆盖范围大，精度高，但是需要依赖第三方的增强数据，运行成本高，可靠性不受控。

在实际应用环境中，普遍存在多径效应影响或者接收机由于高大建筑物遮挡而只能接收部分卫星信号的情况，从而导致区域内各站点接收的卫星信号误差较大或者卫星集合差异较大，造成时间站点间的时间同步误差恶化。因此，有必要对该情况下的基站组网时间同步做多重完好性检验，以剔除异常卫星信号，同时实时求解站间时间差修正各站时间同步信号，使各站时间同步精度保持较高的精度和稳定性，从而保证基站组网高精度时间同步系统的鲁棒性。

因此，急需一种广域覆盖并且具有高精度和稳定性的时间同步方法。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种基于多重完好性检验的GNSS基站组网时间同步方法，能够实现大覆盖范围，并且实现高精度和稳定性的时间同步。

为实现上述目的，本发明的技术方案包括如下步骤：

步骤1，获得各卫星伪距与几何距离之差即时差；

步骤2，针对S_i站点，i＝1,2,3……M，M为站点总数，监测该站点的卫星观测量是否异常，具体如下：

计算S_i站点所有跟踪卫星时差的均值将S_i站点各个跟踪卫星的时差分别减去均值得到各个卫星的去均值时差；若两颗卫星的去均值时差之差小于判定门限，则判定该两颗卫星聚在一起，得到聚在一起的卫星集合；聚在一起卫星集合数目最多的卫星集合为正常卫星集合，其他为异常卫星集合；所述判定门限为8-12ns；若聚在一起卫星集合数目最多的卫星集合为两个以上，则将所述判定门限增加2ns，重新判定，直至仅存在一个正常卫星集合；

步骤3，将S_i站点的所有正常卫星的时差取平均，得到站点S_i的初始时差信息；单位时间下S_i站点的初始时差信息的差即为S_i站点的接收机钟漂

步骤4，从S_i站点跟踪的正常卫星的时差中均减去设定时间段内的该站点的接收机钟漂，得到S_i站点所有正常卫星的修正时差；

步骤5，获得与S_i站点的距离小于20km的站点的集合{S_p}，其中p＝1,2,3……M，p≠i；