[发明专利]一种非差非组合PPP-RTK长基线实时时间传递方法

说明书

本发明公开了一种非差非组合PPP‑RTK长基线实时时间传递方法，应用于包括PPP‑RTK网络端观测站网和PPP‑RTK用户端观测站的时间传递系统，网络端观测站网服务范围在五百千米以上，包括多个GNSS参考站和一个网络数据处理中心；用户端观测站包括高精度时间基准站和普通用户站。方法包括：网络数据处理中心获取GNSS参考站采集的GNSS观测值进行非差非组合PPP‑RTK解算生成网络端产品；各用户端观测站利用自身采集的GNSS观测值和网络端产品进行非差非组合PPP‑RTK解算生成自身接收机钟差；普通用户站利用自身与高精度时间基准站的接收机钟差求出组合后站间钟差。本发明能实现长基线实时高精度时间传递。

技术领域

本发明属于授时和时间传递领域，具体涉及一种非差非组合PPP-RTK长基线实时时间传递方法。

背景技术

在当今的众多民生与科技领域，时间的精密性都是其良性、安全运转的前提与保障。而通过全球卫星定位系统（Global Navigation Satellite System, GNSS）所进行的精密时间传递，在对外界硬件支撑需求较为简单的情况下，保障了时间传递的精密性、高覆盖度与实时性。GNSS利用其高精度载波相位与码伪距信号，在满足用户定位需求的同时，也求解接收机钟差参数。依托高稳定度时间基准站以及用户两端的GNSS信号，可求解站间钟差，从而达到高精度时间传递的目的。

随着精密时间需求领域以及用户类型的日渐增多，时间传递的概念不再限于传统的高精度时间实验室之间的事后时间传递，其需求性也向实时、动态的领域拓展。在此拓展中，适用于实时动态用户的GNSS手段再次凸显出了其优势，其灵活多变的算法手段也为不同基线长短条件下的实时高精度时间传递提供了多种可能性。

现有的授时手段主要包括精密单点定位（Precise Point Positioning，PPP）方法和基于实时动态（Real-Time Kinematic, RTK)方法等。其中，利用PPP方法求解时间基准站与用户的接收机钟差，并在此结果上进行差分得到站间钟差，是当前进行长基线（此处长基线指长度大于五百千米）精密时间传递的通用手段。对于事后时间传递，PPP可利用各类研究机构，如国际GNSS服务（International GNSS Service, IGS）提供的高精度GNSS卫星最终轨道与星钟产品，通过批量最小二乘法进行接收机钟差的求解后进行差分。对于实时时间传递，也可利用各机构提供的实时GNSS卫星轨道与星钟产品，基于卡尔曼滤波对接收机钟差进行求解，并进行差分。不同于PPP的授时手段，RTK方法的时间传递直接在观测值层面进行差分，并求解两站钟差。相比于PPP，RTK时间传递通过差分消除了GNSS卫星钟差及相当一部分的GNSS轨道误差，对外界输入的产品需求降低，为实时短基线时间传递提供了良好条件。

但是，基于高精度GNSS卫星最终产品与批量最小二乘法的精密单点定位方式适用于事后处理的精密时间传递，难以满足实时用户的需求。对于实时精密单点定位的用户来说，时间传递结果对外界的实时精密卫星钟差轨道产品的依赖性较强，GNSS卫星实时轨道与星钟产品的质量，以及星钟产品的连续性都对稳定的时间传递结果至关重要。基于RTK方法的时间传递虽然降低了对外界GNSS产品的需求，但受限于基线长度。对于长基线而言，基于RTK方法无法通过差分消除对流层与电离层延迟，通常通过组合或求解的方式应对，削弱了模型强度。同时，随着基线的增长，两站间的可共视卫星数量逐渐降低，也会造成模型强度的降低。另外，RTK方法需传递原始观测值而非卫星相关产品，这为数据传输增添了压力，在数据遗失或延迟的情况下，难以如对卫星产品般对原始观测值进行预报。

因此，如何有效实现长基线实时高精度时间传递，是本领域内一个亟待解决的问题。

发明内容