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1、GPS共视法定时参数详解张越,高小珣（中国计量科学研究院北京100013）摘要：利用GPS共视法进行时间比对时，标准数据格式中（GGTTS）各个参数的意义和实现方法。目前国际上各时间频率传递研究机构统一采用这种标准格式，各研究机构之间很方便的进行各地原子时标的比对。作者根据该格式编制了共视法软件，实现GPS数据接收和处理。关键词：GPS共视法；GGTTS标准数据格式ExplainationoftimingparametersforGPSCommon-viewMethodZHANGYue,GAOXiai-xun(
2、NationalInstituteofMetrology,Beijing100013,China)Abstract:WiththeCommon-viewmethodofsatellitesoftheGlobalPositioningSystem(GPS)fortimecomparison,themeaningandtherealizationmethodfortheseparametersinGGTTSGPSDataFormatareexplained.Atpresent,thisstandardization
3、isusedbytheinternationalacademicorganizationsoftimeandfrequencytrensfer,whichmakesthecomparisonoftheatomictimestandardsintheworldmoreconvenient.Accordingtotheformat,theauthorhasdevelopedthecommon-viewsoftware,whichcanreceiveandprocesseGPSdata.Keywords:GPSCom
4、mon-viewmethod;GGTTSGPSDataFormat一、GPS共视法时间频率传递技术基本原理时间频率作为一个重要基本物理量在国民经济、国防建设和基础科学研究中起着重要的作用。GPS中文全称“全球定位系统”。20世纪90年代初，美国标准技术研究院（NIST）开发出GPS共视技术。共视法其含义是指：在一颗GPS卫星的视角内，地球上任何两个地点的原子钟可以利用同一时间收到的同一颗卫星的时间信号进行时间频率比对。目前，共视法是国际原子时（UTC）合作的主要技术手段之一。设Ａ地点的钟时间为tA，Ｂ地点的钟时
5、间为tB，GPS时间为tGPS，GPS共视法原理框图如图1所示。Ａ、Ｂ两地测量原理（没考虑对时延误差修正）如下：两地的ＧＰＳ时间接收机在同一个共视时间表作用下，在同一时刻接收同一颗ＧＰＳ卫星信号，接收机输出代表ＧＰＳ时间的秒脉冲，送至接收机内置的时间间隔计数器，与本地原子钟输出的秒脉冲比较，得到本地时刻tA与tGPS差ΔtAGPS。同时，在B地我们得到tB与tGPS的差ΔtBGPS.B地的数据可通过通信网传到A地的计算机中，然后两式相减可得两台原子钟之间的时间差。ΔtAGPS=tA-tGPS;ΔtBGPS.=t
6、B-tGPS;（１）ΔtAGPS-ΔtBGPS=tA-tGPS-tB+tGPS=tA-tB=ΔtAB（2）若在某一时刻测得ΔtAB（ti），经过一段时间τ，即ti+τ时刻测的∆tAB（ti+τ），则用下式可求出两台钟在τ时间内平均相对频率偏差：f−f∆t(t)−∆t(t+τ)ABABiABi=（３）ττＧＰＳ卫星GPS接收机GPS接收机用原子钟Ａ产生用原子钟B产生1pps(START)1pps(START)1pps(STOP)1pps(STOP)计算机系统计算机系统计数器(TIC)计数器(TIC)GPS接收机G
7、PS接收机管理和数据通信网管理和数据处理软件处理软件B地Ａ地图１GPS共视法基本原理框图GPS共视法是地球上远距离时钟比对性价比最优的方法之一。传递不确定度可达到几个纳秒。中国计量科学研究院从90年代开始利用GPS共视技术参加国际原子时合作。最近，又利用Motorola生产的VpOncoreGPS引擎开发出自己的多通道时间接收机。在开发过程中，对共视法的参数进行了仔细的研究。下面对研究的初步结果予以介绍。斜体字部分只针对VpOncore，望读者注意区分。二、GGTTS（TheGrouponGPSTimeTran
8、sferStandards）标准数据格式参数的解释由BIPM主持制定了GPS共视法标准数据格式（GGTTSGPSDATAFORMAT）所包含的参数分别是：PRN,CL,MJD,STTIME,TRKL,ELV,AZTH,REFSV,SRSV,REFGPS,SRGPS,DSG,IOE,MDTR,SMDT,MDIO,SMDI,CK。下面分别对这些参数进行详解。PRN：卫星的伪随机编码号，其可
