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1、基于卫星双向法的时间比对系统构建与分析摘要：为了实现高精度时间同步，采用了卫星双向法，对时间比对系统进行了构建，并对影响比对系统不确定度的因素进行了分析。卫星双向法即两个台站同步发送和接收时间信号，可消除传递路径引起的误差，如:卫星位置引起的误差、电离层和对流层修正误差、卫星转发器误差。分析表明：在所有不确定度影响因素中，发射与接收设备时延的不稳定性是最大影响分量，系统对时精度可控制在4ns以内。系统的构建为高精度时间同步提供了可操作的方法。关键词：时间同步；卫星双向法；钟差；不确定度中图分类号:TN98-34文献标识码:A文章编号:1004-373X(2011)2
2、4-0141-03EstablishmentandAnalysisonTimeSynchronizationComparisonSystembyTwo-waySatelliteYELing-ling,SHIMing-hua,LOUYang(ChinaSatelliteMaritimeTracking&ControllingDepartment,Jiangyin214431,China)Abstract：Forthehigh-accuracytimesynchronization,thetwo-waysatellite(TWSIT)isadopted,thetimes
3、ynchronizationcomparisonsystemisbuilt,andthemajorfactsofaffec廿ngthesystemuncertaintyareanalyzed・TWSITmeansthatthetimingsynchronizestransmissionandreceptionofthetwostations.Itcaneliminatetheerrors(suchassatellitepositionerror,ionosphericdelayerror,tropospheredelayerrorandsatellitetransp
4、ondererror)causedbytransmissionroutes・Theanalysisshowsthatinallinflueneefactorsofuncertainty,thedelayinstabilityoftransmissionandreceptiondevicesisamajorinflueneecomporient,andthetimesynchronizationaccuracycanbecontrolledbythesystemwithin4ns.Thesystemprovidesanoperablemethodforthehigh-
5、accuracytimesynchronization.Keywords：timesynchronization;TWSIT;clockdifferenee;uncertainty0引言在卫星导航定位系统中，定轨和定位的前提是各观测量的时间同步，因此，高精度时间基准的建立、维持和时间同步技术是建立卫星导航定位系统的重要技术之一。没有高精度的时间同步技术就不能使不同位置的地面站、空间飞行器和用户终端时间保持同步并提供导航服务［l］o利用卫星转发时间信号进行双向法时间比对，是目前国际上远距离时间同步和校准准确度最高的手段。它的精度比用GPS方法进行时间比对高一个数量级，
6、比用长波Loran-c方法高3个数量级［2］,目前只有少数几个先进的时频标准实验室才具备这种手段。这种传递与比对方法要求实验室必须建立一套完整的卫星双向法时间比对系统，即所谓的TWSIT系统［3］。1基于卫星双向法的时间比对系统构建1.1卫星双向法比对原理卫星双向法比对［4-6］的原理可用图1说明。参加卫星双向法时间比对的A站和B站分别利用各自的TWSIT系统向卫星发送定时信号，并接收经卫星转发的来自对方的定时信号。设A站测量的A站钟定时信号与接收B站定时信号的时差为T1,其定时信号由发射天线到卫星的传播时延为T1,由卫星到接收天线的传播时延为，发射设备和接收设备的
7、时延分别为Ta和TV；设B站测量的B站钟定时信号与接收的A站定时信号的时差为T2,其定时信号由发射天线到卫星的传播时延为t2,由卫星到接收天线的传播时延为T2',发射设备和接收设备的延时分别为1匕和1『；设卫星转发器的时延为T0；设A站和B站两地钟的钟差为At,由图1可得：Tl=At+(tb+T2)+T0+T1'+TazT2=—At+(ta+t1)+to+t2'+tbz设对同一站的TWSIT系统，发射与接收的传播时延相同，即工1=t17,t2=t2z,则有：T1—T2=2△t+(Tb—ta)+(ta'—tbz)At=12[(Tl-T2)]+(ta-tb)+(tb
