GPS高精度時間傳遞接收機(jī)

1、北京一樸科技有限公司 GTTR-712簡介GPS高精度時間傳遞接收機(jī)GTTR-712簡介VER 1.0一 GPS高精度時間傳遞接收機(jī)GTTR-712技術(shù)架構(gòu)GTTR-712組成結(jié)構(gòu)見下圖：GPS雙頻高精度測量模塊REF10MHZREF1PPS輸出實時衛(wèi)星觀測數(shù)據(jù)GPS衛(wèi)星信號高精密時間間隔測量模塊0.5ns TIE測量不確定度1PPS輸入channel 31PPS輸入channel 21PPS輸入channel 1高穩(wěn)晶振REF 5M/10M自適應(yīng)廣播星歷實時精密單點時間測量軟件BTRIT-T精密時間間隔測量軟件工控機(jī)IGS精密星歷事后精密單點時間測量軟件ITRIP-TREF 10MHZIGS

2、精密星歷獲?。?7小時滯后）GPS高精度時間傳遞接收機(jī)GTTR-712采用的技術(shù)是GPS雙頻載波相位法實現(xiàn)與GPS時基和IGS時基的高精度時間傳遞測量。通 過 雙 頻 電離層高精度 消 除技術(shù)消除掉 電離層誤差后，使用GPS廣播星歷，實時精密單點定位TRIPT軟件自動消除了對流層誤差和接收機(jī)本身的殘差,實時實現(xiàn)N路外接的1PPS輸入信號與GPS時基間絕對時刻差的高精度測量，測量不確定度優(yōu)于5ns（1）。通 過 雙 頻 電離層高精度 消 除技術(shù)消除掉 電離層誤差后，使用IGS精密星歷，后處理精密單點定位軟件自動消除了對流層誤差和接收機(jī)本身的殘差,事后（滯后24小時）實現(xiàn)N路外接的1PPS輸入信號

3、與IGS時基間絕對時刻差的高精度測量，測量不確定度優(yōu)于1ns（1）。二 GTTR-712主要技術(shù)指標(biāo)2.1與GPS時基間絕對時刻實時測量的誤差1)單機(jī)全球范圍內(nèi)任意地點一臺GTTR-712設(shè)備測量的輸入1PPS信號與GPS時基間的絕對時刻差測量誤差：單機(jī)1PPS與GPS時基間的絕對時刻測量誤差固定時延±5.0ns（1），典型值為2ns（1）。2)多機(jī)間全球范圍內(nèi)任意地點多臺GTTR-712設(shè)備測量的輸入1PPS信號之間的絕對時刻差誤差： 多機(jī)1PPS間的絕對時刻測量誤差固定時延±8.0ns（1），典型值為4.0ns（1）。 2.2 與IGS時基間絕對時刻事后測量的誤差1)單

4、機(jī)全球范圍內(nèi)任意地點一臺GTTR-712設(shè)備測量的輸入1PPS信號與IGS時基間的絕對時刻差測量誤差：單機(jī)1PPS與IGS時基間的絕對時刻測量誤差固定時延±1.0ns（1），典型值為0.5ns（1）。2)多機(jī)間全球范圍內(nèi)任意地點多臺GTTR-712設(shè)備測量輸入1PPS信號之間的絕對時刻差誤差： 多機(jī)1PPS間的絕對時刻測量誤差固定時延±1.5ns（1），典型值為0.7ns（1）。三 GTTR-712關(guān)鍵功能性能對比產(chǎn)品TTR-6TTR-12GTTR-712功能原理類型單星衛(wèi)星共視多星衛(wèi)星共視+電力層修正廣域GPS雙頻載波相位定位基本特點距離有限,必須共視；隨著距離的延長,雙

5、機(jī)間測量不確定度將加大距離有限,必須共視；隨著距離的延長,雙機(jī)間測量不確定度將加大不受共視的視距限制,全球范圍內(nèi)一致的精度。無論是單機(jī)/多機(jī)的時間傳遞性能均是全球范圍一致的精度。關(guān)鍵功能/性能實時秒脈沖測量不確定度單機(jī)與GPS時基間：20ns(1)；多機(jī)：不支持；單機(jī)與GPS時基間：10ns(1)多機(jī):不支持單機(jī)與GPS時基間：5 ns(1), 典型值2.5ns多機(jī)間: 基線長度：2萬公里8ns(1 ),典型值4ns，事后秒脈沖測量不確定度單機(jī)：無兩機(jī)間基線為1000公里：5ns(典型值)，基線延長則誤差迅速惡化單機(jī)：無兩機(jī)間: 基線為1000公里：1ns(典型值) ,基線延長則誤差迅速惡化單

6、機(jī)與IGS時基間：1ns(1)，典型值0.5ns多機(jī)間基線長度：2萬公里1.5ns(1 ),典型值0.8ns,1PPS測量數(shù)量1路，不可擴(kuò)展1路，不可擴(kuò)展3路，可擴(kuò)展至N路與任意IGS觀測站的時鐘對比不具備不具備具備四 基本機(jī)理1. 精密單點時間傳遞和定位技術(shù)定義精密單點時間傳遞和定位技術(shù)是在使用廣播星歷或衛(wèi)星精確軌道和時鐘修正數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，對衛(wèi)星接收機(jī)的原始觀測數(shù)據(jù)，進(jìn)行非差分的載波相位數(shù)據(jù)處理，而實現(xiàn)全球范圍任何時間任何地點一致的單臺接收機(jī)高精度時間傳遞和定位測量的技術(shù)。2.精度分析的原理非差分精密單點時間傳遞和定位技術(shù)（簡稱PPP技術(shù)）是四維定位（精度、緯度、高度和時間），是四個未知量的

7、同時結(jié)算測量，其測量不確定度具備全球范圍的一致性。從誤差理論分析，非差分的四維定位算法，三維位置誤差和時間傳遞誤差是平權(quán)等價的。多大的三維位置誤差，必然對應(yīng)著相應(yīng)的時間傳遞時間誤差?，F(xiàn)實技術(shù)條件下，PPP技術(shù)可實現(xiàn)全球范圍內(nèi)任何地點和任何時間定位精度達(dá)到厘米級別，則意味著使用PPP技術(shù)可提供全球范圍內(nèi)任何地點任何時間一致的時間傳遞不確定度可以達(dá)到亞納秒級別。 3.算法的基本數(shù)學(xué)模型精度單點定位和時間傳遞算法的數(shù)學(xué)模型如下：接收機(jī)電離層無關(guān)的（inospheric-free）碼和載波相位組合被用來近似計算組合的模糊值（combined aubiguity term）,它包含有L1和L2模糊值。產(chǎn)

8、生了以下公式： 其中： 校正的電離層無關(guān)的碼測量 校正的電離層無關(guān)的相位測量 組合模糊項 隨機(jī)噪聲構(gòu)成，包括多路徑、噪音和軌道和時鐘精確數(shù)據(jù)的殘余誤差 五GTTR-712性能測試從誤差理論分析，非差分的四維定位算法，三維位置誤差和時間傳遞誤差是平權(quán)等價的。多大的三維位置誤差，必然對應(yīng)著相應(yīng)的時間傳遞時間誤差。因為直接時間傳遞測量的高難度和高成本，本節(jié)通過GTTR-712設(shè)備實際運(yùn)算IGS觀測站點原始觀測數(shù)據(jù)的定位計算結(jié)果，來間接測試GTTR712設(shè)備的時間傳遞性能。1. 廣播星歷實時精密單點時間測量軟件BTRIP-T使用廣播星歷實時精密單點時間測量軟件BTRIP-T，對全球范圍40個IGS觀測

9、站進(jìn)行同時2天的定位精度分析，對亞洲范圍內(nèi)5個站點同時進(jìn)行2006年全年每天的定位精度分析，水平精度均小于0.8米CEP。故廣播星歷實時精密單點時間測量軟件BTRIP-T全球范圍和任意時刻的定位不確定度為0.8米CEP。對應(yīng)定位誤差和時間傳遞誤差的一一對應(yīng)關(guān)系，廣播星歷實時精密單點時間測量軟件BTRIP-T全球范圍內(nèi)任意時刻一致的GPS時基絕對時刻傳遞誤差為5ns（1 ）。舉例：IGS昆明站2天的測量結(jié)果Bjfs（北京IGS觀測站）-經(jīng)Kunm（昆明IGS觀測站）-經(jīng)對應(yīng)1E-6度的距離是0.11米，橫軸是2天的時間。2. 精密星歷事后精密單點時間測量軟件ITRIP-T使用精密星歷事后精密單點

10、時間測量軟件ITRIP-T，對全球范圍40個IGS觀測站進(jìn)行同時2天的定位精度分析，水平精度均小于0.1米CEP；對亞洲范圍內(nèi)5個站點進(jìn)行2006年全年每天的定位精度分析，水平精度均小于0.1米CEP。精密星歷事后精密單點時間測量軟件全球范圍任意時刻的定位不確定度為0.1米CEP；對應(yīng)定位誤差和時間傳遞誤差的一一對應(yīng)關(guān)系，精密星歷事后精密單點時間測量軟件全球范圍內(nèi)任意時刻一致的IGS時基絕對時刻傳遞誤差為1ns（1 ）。 使用精密星歷事后精密單點時間測量軟件ITRIP-T，計算IGS網(wǎng)絡(luò)USNO等觀測站長期的本地時標(biāo)性能（以IGS時基為參考），測量結(jié)果與IGS站點公布的USNO站點已知的時標(biāo)性

11、能（以IGS時基為參考）進(jìn)行對比分析。實際測量結(jié)果表明：精密星歷事后精密單點時間測量軟件遠(yuǎn)距離高精度時間傳遞的長期測量不確定度小于0.5ns（1）。舉例：USNO和KOKB站點的本地時標(biāo)ITRIP-T測試結(jié)果與IGS已知結(jié)果對比六市場價值和用途分析時間頻率的高穩(wěn)定度和時間頻率電波遠(yuǎn)距離傳播高準(zhǔn)確度的特性，是現(xiàn)代導(dǎo)航系統(tǒng)（GPSGLONASS/GIALLIO系統(tǒng)等）的核心技術(shù)基礎(chǔ),也是廣域無源雷達(dá)網(wǎng)絡(luò)的核心技術(shù)根基。GTTR-712產(chǎn)品在現(xiàn)代導(dǎo)航系統(tǒng)以及廣域雷達(dá)系統(tǒng)等具有重要的戰(zhàn)略價值。目前世界上生產(chǎn)高精度時間同步產(chǎn)品的廠家和產(chǎn)品很少,且產(chǎn)品中的核心技術(shù)是對我國嚴(yán)格限制的。GTTR-712產(chǎn)品打破了國外對我國的關(guān)鍵技