[发明专利]一种提高岸船时间比对精度的方法

说明书

本发明涉及一种提高岸船时间比对精度的方法，该方法首先建立岸‑船卫星双向时间比对系统，所述方法包括以下：1、以海基卫通系统和地面固定站构建卫星双向时间比对系统，充分利用了海基卫通系统信道部分，减少了设备改造工程；2、通过对固定站卫星双向时间比对误差及修正模型研究，建立了针对海上运动平台卫星双向时间比对数学模型，有效对运动平台引起的误差进行了修正；3、提出了基于历史时差数据对当前时差变化量进行估算的方法，有效解决了由于运动平台升沉引起的比对误差。该方法使海基测控平台在海上时的岸船时间比对精度得到了极大提高，具有很强的创新性、先进型和实用性，为拓展海基测控平台执行多样化任务的能力提供了技术基础。

技术领域

本发明涉及一种提高岸船时间比对精度的方法。属于信息处理技术领域。

背景技术

对于处于持续运动状态的海基测控平台，自身空间坐标及姿态的测量精度是制约其提高目标综合测量精度的重要因素，而空间坐标的测量精度与时间测量精度息息相关。对于多目标测量任务，仅依靠单站海基测控平台数据，很难区分目标之间的相对运动状态，而海基测控平台的持续运动则会进一步影响对多个目标相对运动状态的测量精度。通过时间测量精度来提升海基测控平台自身位置的测量精度，对于提高多目标相对运动状态的测量精度具有较大的意义。

在卫星导航定位领域，时间和空间是相互依赖的两个物理量，时间基准确定精度的提高能够促进定位精度的提高，位置精度的提高也能促进时间基准确定精度的提高。对于航行在大洋上的海基测控平台，在执行任务时，需要通过远距离时间比对手段来确定本身时间基准的误差。常用的远距离时间比对手段主要有GPS单向法、GPS共视法、GPS全视法和卫星双向时间比对法等，其中，GPS单向法设备简单、比对效率高，能够实时提供比对结果，但其精度较低。GPS共视法的比对精度优于GPS单向法，但其数据输出实时性较差，并且应用范围受限，参与比对的各站之间的距离不能超过3000km。GPS全视法解决了GPS共视法应用范围有限的问题，但数据输出实时性仍然不能满足实时应用的要求。利用北斗卫星也可进行远距离时间比对，其比对原理与GPS相似，比对精度相当，由于北斗卫星系统在同步轨道上部署了多颗卫星，采用北斗卫星共视法则具有较大覆盖范围。卫星双向时间比对则兼有数据输出实时性好、时间比对精度高的优点，目前，国际、国内在静止的时间实验室之间，采用卫星双向时间比对法已获得优于0.3ns的时间比对精度，但当参与比对的站相对于卫星运动时，将导致卫星与比对站之间的距离发生变化，严重影响时间比对精度。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术提供一种提高岸船时间比对精度的方法，它提出了基于卫星双向时间比对法提高海基测控平台时间精度方法，实现岸船时间比对精度优于10ns。

本发明解决上述问题所采用的技术方案为：一种提高岸船时间比对精度的方法，所述方法包括以下步骤：

步骤一、建立卫星双向时间比对系统

比对系统由可相互通信的海基平台和固定站组成，分别包括原子钟、时间间隔计数器、数据采集计算机、专用Modem和卫星通信系统；

其中：

原子钟用于保持本地时间，由多台独立的高性能原子钟组成，其中一台原子钟作为主钟，用来控制对时信号的发送；

时间间隔计数器用于测量本地原子钟输出的标准秒信号与Modem输出的对方标准秒信号之间的时差；

数据采集计算机负责保存时间间隔计数器送来的时差数据，进行处理，并对测量结果进行分析；

专用Modem用于将本地原子钟产生的标准秒信号调制成中频信号，经上变频器变换为同步卫星的上行频率，最后经功率放大器和天线发送至同步卫星，卫星转发器将信号变成下行频率，向对方发送；

卫星通信系统包括发射通道、接收通道和天线，发射通道将调制的标准秒信号经天线发给对方，接收通道接收对方的标准秒信号送专用Modem，解调出时间基准信号；