GPS载波相位时间传递软件的实现

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1、2013年10月第33卷第5期宇航计测技术JournalofAstronauticMetrologyandMeasurementOct．，2013V01．33，No．5文章编号：1000—7202(2013)05—0043—05中图分类号：P228．4GPS载波相位时间传递软件的实现文献标识码：A袁媛1仲崇霞1’2张升康1’2(1．北京无线电计量测试研究所，北京100039；2．计量与校准技术重点实验室，北京100039)摘要研究了基于精密单点定位原理的GPS载波相位时间传递方法的数学模型和数据处理方法，设计了相应的程序流程，并基于Visu

2、alc++和Fortran混合编程的方式编写了相应的计算程序GPSCPTrV1．0。采用实际观测数据进行实验验证，结果表明，软件可以实现高精度的时间传递。关键词GPS载波相位+精密单点定位时间传递0寸1盲7频率RealizationofGPSCarrierPhaseTimeTransferSoftwareYUANYuanlZHONGChong．xial一ZHANGSheng．kan91’2(1．BeijingInstituteofRadioMetrologyandMeasurement，Beijing100039；2．ScienceandT

3、echnologyONMetrologyandCalibrationLaboratory，Beijing100039)AbstractThemathematicalmodelandthedataprocessingalgorithmofGPScarrierphasetimetransferbasedonPrecisePointPositioning(PPP)arediscussedinthepaper．TheprogramflowGPScar-tierphasetimetransferisdesigned．Theapplicationsof

4、twareisdevelopedusingVisualC++andFOR-TRAN，whichisnamedasGPSCPTI"V1．0．Largeamountofrawobservationsareusedtovalidatethesoftware，whichshowsthatitcouldgetaquitegoodperformanceintimetransfer．KeywordsGPScarrierphase+PrecisepointpositioningTimetransferTimeandfrequency1引言GPS载波相位时间

5、传递(GPSCPTY)是利用IGS精密轨道和精密钟差数据，对单台接收机所采集的测码伪距和载波相位观测数据进行解算，将IGST时间尺度下的接收机钟差进行两地比对以实现纳秒至亚纳秒级精度的时间传递。与GPS共视法相比，GPS载波相位法时间传递观测灵活，不需要同步观测就可以实现任意时间和地点的时间传递；与GPS全视法相比，GPS载波相位法能充分利用载波相位观测精度高的特点，使时间传递精度有较大的提高；与其它远程时间比对方法相比，GPS载波相位法使用成本低，时间传递精度很高。基于以上优点，GP．SCPTr成为近年来发展较快的一种技术，国内外许多学者

6、对此展开了诸多研究，并取得了一定的研究成果¨．2J。本文在理解GPSCPTF原理和掌握其数据处理关键技术的基础上，自主研制了GPS载波相位时间传递软件GPSCPTFV1．0，并分析了其时间传递的精度。2GPS载波相位时间传递数学原理2．1数学模型GPS载波相位数学模型，又称观测模型，它描述宇航计测技术2013年了GPS观测数据和位置参数的数学关系。常用的观测模型有传统的无电离层组合模型，UofC模型和非组合模型‘3J。利用IGS发布的精密卫星轨道和精密卫星钟差数据消除卫星的轨道误差和卫星钟差，并采用无电离层双频组合观测值消除电离层影响后，G

7、PS载波相位观测方程可表示为fp2P+c。dt+d。r0P+sp(1)f妒=P+c。出+Ⅳ+d。唧+占妒式中：z。——P。和P：的无电离层伪距组合观测值；f。——￡。和￡：的无电离层相位组合观测值(距离)；出——GPS接收机钟差；C——真空中的光速；Ⅳ——无电离层组合相位观测值的模糊度；占。，占。——分别为两种组合观测值的观测噪声、多路经等未模型化的误差影响；P——信号发射时刻的卫星位置到信号接收时刻的接收机位置之间的几何距离；d。——对流层延迟改正。GPS载波相位时间传递的原理示意图如图1所示，两比对站A，B分别拥有一套GPs载波相位时间

8、传递硬件，A，B两站的主钟分别作为GPS双频接收机的参考外频标，接收机内部晶振与外频标同步，即接收机的参考时间为外频标的时间。A，B两站的接收机分别接收卫星发射的信号，经转换生成