运动多站的高精度时间同步技术.pdf

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1、2011年8月舰船电子对抗Aug．20l1第34卷第4期SHIPB()ARDEIECTR()NICC()UNTERMEASUREVo【_34NO．4运动多站的高精度时间同步技术邴志光，束坤。(1．江苏科技大学，镇江212003；2．船舶重工集团公司723所，扬州225001)摘要：介绍了时间双向传递技术的基本原理，分析了运动双站的时间双向传递的误差源及误差源对同步精度的影响。关键词：时间双向传递；时间同步；误差中图分类号：TN97文献标识码：A文章编号：CN32—1413(2011)04—0022—03TimeSynchr0nizati0nTechniquewithHighAccurac

2、yofMotiveMuliti—stationBINGZhi—guang，SHUKun(1．JiangsuUniversityofScienceandTechnology，Zhenjiang212003，China；2．The723InstituteofCSIC，Yangzhou225001，China)Abstract：Thispaperintroducesthebasicprincipleoftimetwo—waytransfer(TTWT)technique，analyzestheerrorsourcesofTTWTofmotivebi—stationandtheinfluence

3、oferrorsourcesontimesynchronizationaccuracy．Keywords：timetwo—waytransfer；timesynchronization；error接收时刻计算出两站之间的传输时延，从而可计算0引言出两站的时间差，进而校准之，最终实现两站的同当前，越来越多的系统，如各种雷达系统、测控步，如图1所示。系统等，由多个分布在不同位置的站(设备)组成，各收B站为了确保测量数据的时间一致，要求各个站(设备)之间有一个统一的时间标准。而运动站的时间'R同步则有更高的要求，时问双向传递同步技术允许侦察站可以处于运动状态。以速度为1个音速的飞机为例来说明。

4、对于B站1个马赫数的飞机，取它的速度为300m／s，即1ms的飞行距离是0．3m。此距离引起的时间误差约为lns。只要从站的收发时间间隔小于1ms(即两站间隔小于300km)，则对同步误差的影响就小于1ns。因此时间双向传递同步特别适用于飞机、卫星和舰船等移动物体的同步。图l时间双向l司步技术原理图在A站，在时码发送单元向B站发送时间信号1时间双向传递同步技术原理的同时，由时统设备的1pps脉冲信号的前沿启动时间双向同步是利用两站在视距内或经过同步时间间隔计数器，用接收到B站的美国靶场仪器组通信卫星转发器对发同步信号，同时又接收对方发码IRIG—B信号解调获得的1pps脉冲的前沿关闭射的

5、同步信号来实现的。根据各自测量得的发送和同步计数器，测得时间间隔Tn。收稿日期：2011—04—25第4期邴志光等：运动多站的高精度时间同步技术23在B站，在时码发送单元向A站发送时间信号接收，则有：的同时，由时统设备的1pps脉冲信号的前沿启动丁M一吾++￡(6)时间间隔计数器，用接收到A站的IRIG—B时码信把式(5)、式(6)代人式(3)得：号解调获得的1pps脉冲的前沿关闭同步计数器，1一÷(TA—TB)+测得时间间隔。6111设站A和站B分别在自己的钟面时T。和丁zLT+一(￡+竣)]+÷(一￡)(7)厶厶时刻(对应的坐标时t。和t。+)互发信号，该信号式中：右端第1项表示站A

6、和站B时间计数器测得也分别作为站A和站B时间计数器的开门信号，经的观测量之差；第2项表示站A和站B的设备发射过信号传播时延TAB和T聃后，分别被站B在自己和接收时延之差；第3项表示由于信号在站A和站钟面时R(对应坐标时t)和站A在自己钟面时RB传输过程中的时延之差。(对应坐标时t)时刻接收，并作为站B和站A时间计数器的关门信号，站A和站B的时间计数器因此2误差分析分别得到2个观测量和Te，站B将自己的观测由式(7)可知，时间同步误差主要来源于3个数据发送给站A，经2个观测数据求差就能获得高方面：精度的两站钟差丁。(1)计算器的测量误差；由图1可知：(2)设备的系统误差；JR一T一TBA+

7、(1)(3)信号在传播过程中由于观测站的运动引起【R2一丁2一TaB一的时延误差。令TA：R。一T，T一R。～T分别表示站A2．1计数器测量误差和站B时间计数器的测量值，则有：时差一般由高精度的计数器测量得到。而采用／—T+(2)lTB—T一现代技术的高精度计数器的测量精度已达到0．1ns由式(2)可得：量级的精度，完全可以达到时间同步ns级别的要11求，因此，该项误差可以忽略。一_砉I(TA—TB)+寺(TAB—TBA)(3)2．