[发明专利]基于守时实验室资源的GNSS定时接收机系统延迟校准方法

说明书

本发明基于守时实验室资源的GNSS定时接收机系统延迟校准方法，利用守时实验室监测的卫星导航系统与协调世界时的物理实现UTC(k)间的溯源偏差值，以及守时实验室保持的高精度时频信号，实现对GNSS定时接收机系统延迟的校准。本发明相比基于信号模拟源的接收机延迟校准方法，该方法成本低，不需要额外的辅助校准设备，校准步骤简单，易操作，且校准精度与基于信号模拟源的接收机延迟校准方法相当。相比于GNSS定时接收机的相对延迟校准方法，该方法不需要内部延迟已知的参考接收机即可实施，更具有普适性。

技术领域

本发明涉及基于守时实验室资源的GNSS定时接收机系统延迟校准方法，该方法利用守时实验室监测的卫星导航系统与协调世界时的物理实现UTC(k)间的溯源偏差值、或时差监测平台数据以及守时实验室保持的高精度时间频率信号，实现对GNSS定时接收机系统延迟的校准。校准步骤简单，易操作，对校准人员无特殊要求，校准精度与传统的基于信号模拟器的接收机延迟校准方法相当。

背景技术

用于定时的GNSS定时接收机系统在使用之前必须要精确测量其延迟，否则定时结果会出现一定的偏差，导致用户最终获得的定时结果不准确。本发明所指的GNSS定时接收机系统包括接收机单元，天线，天线电缆，外部参考信号电缆。目前对于GNSS定时接收机系统延迟校准方法主要有两种，一种是采用信号模拟源的绝对校准方法，另外一种是基于延迟已知的参考接收机相对延迟校准方法。基于信号模拟源的校准方法步骤繁琐，需要依托特定的测试环境和专业的测试平台，且信号模拟源等设备昂贵。采用信号模拟源实现的接收机延迟校准不确定约为3ns。另外一种GNSS定时接收机的相对延迟校准方法，需要以一台时延已知的接收机为参考，确定待校准接收机的延迟。参考接收机的延迟会随着时间发生变化，间隔一定的时间就需要重新校准，且延迟已知的参考接收机资源较少，不便于使用。

基于卫星导航系统的星基授时已成为目前主用的授时手段，国际电联要求卫星导航系统发播的时间信息必须是权威的、国际通用的标准时间，即国际标准时间UTC。UTC是纸面时，其物理实现UTC(k)由各守时实验室或天文台保持，K为守时实验室或天文台的缩写。因此，卫星导航系统的系统时间均溯源到UTC(k)，两者之间建立溯源比对链路，采用的比对方法为卫星双向、共视时间传递以及PPP等。基于溯源比对链路可以实时获得卫星导航系统时间与UTC(k)的时间偏差值。另一方面，很多守时实验室可以监测GNSS系统时间，监测并发布守时实验室保持的UTC(k)与GNSS系统时间的偏差。此外，守时实验室使用高精度的原子钟组保持UTC(k)，提供的时间信号和频率信号的稳定度和准确度非常高。基于守时实验室的这些数据和信号资源，本发明提出一种GNSS定时接收机系统的延迟校准方法。

发明内容

本发明解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供基于守时实验室资源的GNSS定时接收机系统延迟校准方法，利用守时实验室监测的卫星导航系统与协调世界时的物理实现UTC(k)间的溯源偏差值，以及守时实验室保持的高精度时频信号，实现对GNSS定时接收机系统延迟的校准。

本发明的技术方案是：基于守时实验室资源的GNSS定时接收机系统延迟校准方法，步骤如下：

步骤1：将待校准GNSS定时接收机放置于其溯源的守时实验室里，接收机以协调世界时的物理实现UTC(k)的10MHz频率信号和1PPS时间信号作为参考输入，并将待校准GNSS定时接收机的天线放置在坐标已知的基墩上；

步骤2：上电运行待校准接收机，接收机接收GNSS任一频点的导航信号，输出该频点伪距观测值；

步骤3：依次对待校准接收机输出的伪距观测值进行改正，电离层延迟进行改正，地球自转效应进行改正，流层延迟进行改正，以及卫星发射通道偏差进行改正；得到每颗可见星对应的协调世界时的物理实现UTC(k)与GNSS系统时间的偏差值b_i；对同一时刻所有可见星的偏差值b_i进行平均，得到该时刻协调世界时的物理实现UTC(k)与GNSS系统时间的偏差值b；