舰艇编队间相对测距和双向比对法时间同步研究.pdf

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1、2012年12月舰船电子对抗Dec．2012第35卷第6期SHIPBOARDEIECTRONICCOUNTERMEASUREVo1．35No．6舰艇编队间相对测距和双向比对法时间同步研究邹峰，张殿友(船舶重工集团公司723所，扬州225001)摘要：为提高舰艇编队多站无源时差定位(TD0A)精度，必须解决水面舰艇平台间高精度的测距和时间同步问题。研究分析了几种时间同步技术，提出一种适用于舰艇编队的改进型双向比对时间同步控制技术，通过仿真实验得到舰艇问时间同步误差在7．5ns以内，测距精度在2．5m内。关键词：舰艇编队；测距；时间同步；双

2、向比对法；仿真实验中图分类号：TN971．1文献标识码：A文章编号：CN32—1413(2012)06001404ResearchintoRelativeRange。_findingandTwo--wayTimeTransferSynchr0nizati0namongShipFormationsZOUFeng，ZHANGDian-you(The723Instituteo±CSIC，Yangzhou225001，China)Abstract：Inordertoimprovetheaccuracyofmulti—stationpassive

3、timedifferenceofarrival(TDOA)locationofshipformations，theproblemssuchasthehighprecisionrange—findingandthetimesynchronizationamongshipplatformsmustbesolved．Thispaperstudiesandanalyzesseveraltimesynchronizationtechnologies；putsforwardanimprovedtwo—waytimetransfer(TWTT)syn

4、—chronizationcontroltechnology，whichissuitableforshipformation．Thetimesynchronizationerroramongtheshipformationscanbelessthan7．5nsandtherange—findingaccuracycanbelessthan2．5mthroughthesimulationexperiments．Keywords：shipformation；range—finding；timesynchronization；two—wayt

5、imetransfer；simulationexperiment平台上获得的精度优于当前的全球定位系统0—一口(GPS)l1]。本文将微波通信技术交换时问双向法应现今，舰艇编队的协同防御作战是未来海战发用于舰艇编队运动平台间的时间同步和距离测量，展的趋势，高精度的时间同步和间距测量可以有效结合编队平台运动和起伏对时间同步的影响，对减小舰艇编队联合无源时差定位的误差，提高协同TwTT进行了改进。结果显示双向比对法测算的干扰能力。舰艇编队运动平台间的时间同步精度和测距精度均双向比对时间(TwTT)同步控制技术是最精优于当前的GPS和北斗系统

6、。确的时间同步方法之一。基于利用微波通信技术交几种不同的时间同步方法换时间同步信号的双向比对法对站点位置精确性依赖性小，受外界影响小，且同步精度非常高。如今时问比对方式分为单向比对法和双向比对TwTT在静止平台时间同步中的应用已十分成熟，法。从主站地发送无线电信号至辅站，辅站时钟接收该信号进行时间比对。双向比对法是指两站的但在运动平台上TwTT还需要进一步扩展、改进。之前的研究表明，扩展的TwTT技术在空中动态时钟同时发射无线电信号，又同时接收对方信号进行时间比对的方法。基于时间比对的同步系统主要收稿日期：2012—10—26第6期邹峰

7、等：舰艇编队间相对测距和双向比对法时间同步研究15有：短波、长波和一些卫星系统等。对于舰艇编队中两舰距离较近、双方信号可以单向授时法授时精度受站间位置误差影响直接通过微波通信交换时间信号的情况，不需要再较大，另外在平台运动的情况下传播时延误差较通过卫星转发，且可以测算出舰艇间距并具有很高大，同步精度较低_4]。到目前为止，北斗卫星导的测距精度，所以经分析比较并从实际考虑，认为两航系统单向授时精度大约100rls，双向授时精度舰艇间直接采用双向法时间同步更适合。可达到20ns，定位精度约20m，均不足以达到时2双向比对时间同步技术差定位对

8、时间同步的精度要求。双向比对法由于每个地面站不仅发送信号而且接收信号，站间时间双向比对系统基本由1个中心站和1个外位置不确定和传播延迟带来的时延误差很小，测站组成，中心站和外站各自产生本地时间基准，然后量精