[发明专利]基于差分观测与回归方程模型修正北斗和晶振秒时钟的方法

说明书

本发明公开了一种基于差分观测与回归方程模型修正北斗和晶振秒时钟的方法，首先建立公共端与其他用户之间的差分观测模型以减小北斗秒时钟的随机漂移误差。然后建立晶振秒时钟与北斗秒时钟的偏差的一元二次回归方程模型，并实时计算得到回归方程模型回归系数的当前估计值，基于估计值来计算晶振秒时钟的修正值。本发明采用差分观测模型消除卫星信号在传输过程中受到的接收机误差因素的影响，从而减小北斗秒时钟随机漂移误差，对北斗秒时钟进行修正。用修正后的北斗秒时钟信号作为参数将提高晶振秒时钟与北斗秒时钟的偏差的一元二次回归方程模型的拟合精度，提高时间信号的准确度。

技术领域

本发明涉及卫星授时技术领域，特别涉及一种基于差分观测与回归方程模型修正北斗和晶振秒时钟的方法。

背景技术

随着社会信息化程度不断提高，高精度授时日益广泛和普及。虽然目前北斗授时技术能够满足工作和生活中的大多数需求，但在如电力系统故障测距、第四代和第五代移动通信技术、航天器飞行控制等精细作业领域，对时间精度的要求达到了微秒级甚至是纳秒级，如何提高授时精度收到了广泛关注。

目前主要采用的卫星授时方式存在以下缺陷：

1)由于卫星信号在传输过程中受卫星钟差、电离层误差、对流层误差、接收机误差、跟踪卫星过少等因素的影响，会产生随机抖动，信号准确度和稳定性难以得到保证；

2)地面晶振由于受老化、温度等因素影响，输出信号会包含累计误差导致频率偏移；

为提高卫星时钟的准确度和稳定性，有学者提出利用卡尔曼滤波算法来克服北斗卫星秒信号抖动及测量噪声，但该方法没有考虑晶振频率漂移的影响，且该方法的实时性不高，应用受到一定限制。

发明内容

针对现有技术存在的技术问题，本发明提供一种实现方法简单、精度高、实时性好的高精度同步时钟产生方法。

一种基于差分观测与回归方程模型修正北斗和晶振秒时钟的方法，包括以下步骤：

步骤一，选取基准用户作为公共端，建立该公共端与其他用户之间的差分观测模型以减小北斗秒时钟的随机漂移误差，从而持续修正北斗秒时钟。

步骤二，建立晶振秒时钟与北斗秒时钟的偏差的一元二次回归方程模型，并基于晶振信号的频率来产生第一次的修正晶振秒时钟信号。

步骤三，将修正晶振秒时钟与修正北斗秒时钟进行相位比较，得到包括北斗秒时钟随机漂移误差和晶振秒时钟累计误差的当前偏差，并根据当前偏差实时计算得到回归方程模型回归系数的当前估计值。再根据回归系数的当前估计值，计算晶振秒时钟与国际标准时间之间的累计误差估计值，进而计算得到下一次修正晶振秒时钟的补偿值。然后将补偿值加上晶振信号的频率得到下一次修正晶振秒时钟的比较值，接下来对晶振信号进行计数，当计数值等于比较值时，输出作为修正晶振秒时钟的信号，重新执行步骤三，从而对晶振秒时钟进行持续修正。

所述的一种基于差分观测与回归方程模型修正北斗和晶振秒时钟的方法，所述步骤一中，减小北斗秒时钟的随机漂移误差包括以下步骤：

选取基准用户来作为用于测定北斗秒时钟的相对时钟偏差的公共端，并在基准用户和需要进行减少随机误差的用户所在位置分别通过卫星接收机同步观测同一卫星，来测定两用户接收机时钟的相对偏差。

L₁＝ρ₁+Cdt-CdT₁+Trop-Ion+ξ₁

L₂＝ρ₂+Cdt-CdT₂+Trop-Ion+ξ₂