[发明专利]一种高精度时间性能间接检测方法

说明书

本发明公开了一种高精度时间性能间接检测方法，采用UTC(k)与被测时间单元进行实时比对测试，再通过UTC(k)与UTC对应时刻事后差分方式获得UTC(k)与UTC的时间偏差，经过数据处理即可有效获得被测时间单元相对于UTC的时间偏差；本发明还公开了一种实现长基线时间同步性能测试方法，采用两个不同的UTC(k)分别与被测时间单元比对测试获得时间偏差，经事后与UTC和UTC(k)对应时刻的时间偏差进行差分达到预期目标。采用本发明的技术方法，能够经济有效地实现纳秒级时间信号同步性能检测以及获知被测时间信号与UTC时间的偏差。

技术领域

本发明属于卫星导航授时及高性能时间检测技术领域，尤其涉及一种高精度时间性能间接检测方法。

背景技术

导航卫星应用以来，基于GNSS的授时精度一般在数十纳秒级别(相对于UTC的偏差)。近年来由于采用GNSS共视(CV)、全视(AV)、卫星双向和精密单点定位(PPP)等技术实现授时，可以实现纳秒级甚至亚纳秒级别的授时精度。由此带来的新问题是如何检测或验证高精度的时间信号，成为目前业内比较突出的一个技术难点。

有关检测规程要求：“测试基准要高于被测对象极限精度3倍以上”。由于被测对象“极限精度”(或误差)有时难以确定，业内通常要求检测基准高于被测对象规定指标的一个数量级以上。因此，对于纳秒级或更高的时间信号检测，一般必须依赖更高精度的检测基准作为参考，而这一条件目前只有少数单位(如国家级时频实验室)可以做到。

协调世界时UTC是一个纸面时间，不是具体的物理信号，无法直接与其比对。因此，业内一般的时间测试是与地方协调世界时UTC(K)基准进行比对。但是由于UTC(K)与UTC之间一般也存在数纳秒的误差，因此，以其作为参考信号也不能满足上面提到的纳秒级时间信号的测量要求。

发明内容

为了实现纳秒级时间信号的检测以及获知被测时间信号与UTC时间的偏差，本发明采用UTC(K)与被测对象(DTU)进行比对测试，再通过UTC(K)与UTC对应时刻事后比对方式来进行时间同步精度测试，可以有效获得DTU相对于UTC的时间偏差。本发明的具体技术方案如下：

一种高精度时间性能间接检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：搭建测试环境；

将被测时间单元DTU，设置于时频实验室UTC(k)测试基准处，选择开阔视野处架设GNSS天线并连接至DTU，将DTU输出的待测1PPS信号和UTC(k)的1PPS基准信号均连接至时间间隔计数器的测试比对端口；所述UTC(k)是代号为k的时间实验室产生并保持的标准时间，k为实验室的通称；

S2：开启DTU与时间间隔计数器，利用时间间隔计数器对DTU输出的待测1PPS信号与UTC(k)的1PPS基准信号测试比对，系统收敛稳定后，扣除测试连线等导致的固定偏差，采集一段时间的测试数据并得到比对结果Δt′＝t_DTU-t_UTC(k)，其中，t_DTU为DTU的待测时间，t_UTC(k)为UTC(k)的基准时间；

S3：采用事后比对的方式，将UTC(k)与国际权度局BIPM公布的事后对应UTC时刻比对，得到该UTC(k)与UTC的统计时间偏差ΔUTC＝t_UTC(k)-t_UTC，其中，t_UTC为UTC的T公告时间；

S4：根据步骤S2和步骤S3的结果，计算DTU相对于UTC的间接时间偏差：Δt＝t_DTU-t_UTC＝Δt′+ΔUTC；

S5：根据步骤S4的结果进一步计算得到DTU的时间准确度和稳定度；

所述时间间隔计数器的时间测量不确定度需满足测试精度要求。