[发明专利]一种基于相对硬件延迟校准的实时UTC(k)时间比对方法

权利要求书

1.一种基于相对硬件延迟校准的实时UTC(k)时间比对方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：采用接收机记录的观测数据和事后精密星历，根据PPP算法获取接收机r本地钟Clock_r与事后钟差产品基准Clockref_post的差异，即接收机钟差dt_r为：

dt_r＝Clock_r-Clockref_post (1)

S2：由于接收机、天线及线缆硬件存在延迟，相较于代号为k的时间实验室产生并维持的标准时间UTC(k)，接收机r本地钟Clock_r存在硬件延迟偏差δ_r，即

Clock_r＝UTC(k)+δ_r (2)

代入式(1)得到：

dt_r＝UTC(k)+δ_r-Clockref_post (3)

S3：两台接收机r₁和r₂接入代号为k的时间实验室的同一时间频率源，则基于PPP解算，得到两台接收机的钟差dt_r1和dt_r2分别为：

其中，δ_r1和δ_r2分别为接收机r₁和r₂的时间信息相较于UTC(k)的硬件延迟偏差；

二者作差

dt_r1-dt_r2＝UTC(k)+δ_r1-Clockref_post-(UTC(k)+δ_r2-Clockref_post)＝δ_r1-δ_r2

(5)

式(5)即两台接收机、天线以及线缆引起的硬件延迟偏差的相对差值；

S4：将经过步骤S1-步骤S3进行硬件延迟标校后的两台接收机、天线以及线缆分别安置于时间实验室k₁与时间实验室k₂，并将接收机r₁接入时间实验室k₁的时间频率源，接收机r₂接入时间实验室k₂的时间频率源；以TCP/IP通信协议将附加标准时间信息的GNSS实时观测数据流推送至时间监测服务器；

S5：时间监测服务器根据接收机回传的GNSS观测信息及实时差分改正数，进行实时PPP处理，获取相应钟差基准下的接收机钟差dt_utc(k)，dt_utc(k)表征的是UTC(k)与WPT服务平台参考时间基准T_ref的差异，还包含时间比对链路中硬件部分引起的时延偏差δ_r，即dt_utc(k)为：

dt_utc(k)＝UTC(k)-T_ref+δ_r (6)

对于分别位于时间实验室k₁和时间实验室k₂的接收机r₁和接收机r₂，其接收机钟差分别为：

其中，UTC(k₁)和UTC(k₂)分别表示由时间实验室k₁、时间实验室k₂所产生并维持的标准时间；

两接收机钟差作差，能够消除参考时间T_ref，且保留两条接收机链路间的相对时延偏差δ_r1-δ_r2，即

dt_utc(k1)-dt_utc(k2)＝UTC(k₁)-UTC(k₂)+δ_ri-δ_r2 (8)

UTC(k₁)-UTC(k₂)＝(dt_utc(k1)-dt_utc(k2))-(δ_r1-δ_r2) (9)

基于此，实现顾及硬件延迟标校的UTC(k₁)和UTC(k₂)之间的实时比对。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤S5中，时间监测服务器按照既定格式对WPT服务平台播发的广域差分产品进行解码，获取实时差分改正数其中，/分别为卫星在三个方向上的轨道差分改正数；/为卫星钟差改正数；

S5-1：由于轨道差分改正数对应星固坐标系，需要转换为在地固系下的改正向量[dx dy dz]^T：

式中，为坐标转换矩阵，其中，/为卫星在径向的单位列向量、/为卫星沿着速度方向的单位列向量，/为卫星与速度方向和坐标方向均垂直方向的单位列向量，分别表示为：

式中，为卫星在星固系下的坐标向量，/为卫星的速度向量，均由广播星历确定，×表示向量的内积；

S5-2：根据广播星历计算出相应时刻各卫星在地固系下的坐标其中，X_n，Y_n，Z_n，/分别为第n颗卫星在地固系下在三个方向上的坐标及钟差；再根据式(10)中还原的差分改正数恢复精密卫星轨道及钟差信息，得到经过改正后各卫星坐标及钟差：

其中，X^s，Y^s，Z^s，dt^s分别为经过实时差分改正数修正后卫星在地固系下三个方向上的坐标及钟差；

S5-3：将恢复的精密卫星钟差信息代入基于无电离层组合的GNSS观测方程，进行实时PPP算法处理：

其中，P为无电离层组合伪距观测值，为无电离层组合相位观测值，ρ为卫星到接收机端的几何距离，由式(12)求得改正后的卫星坐标及接收机在地固系下三个方向上的坐标X，Y，Z确定，表示为/c为光速，dt^s为由式(12)获得的卫星钟差，dt_utc(k)为接收机钟差，T为对流层延迟，λ为载波波长，N为整周模糊度，ε_P和/分别表示在伪距观测和相位观测中观测噪声、多路径效应和其他未被模型化的误差；

在进行PPP解算时，待估的未知参数为接收机的位置参数X，Y，Z，接收机钟差，对流层延迟T及整周模糊度N；其中，接收机钟差可作为白噪声进行估计；对流层延迟由干延迟和湿延迟组成，干延迟由模型确定，湿延迟作为随机游走噪声特性的参数进行估计。