一种双向测距与时间同步系统的设计与分析.pdf

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1、总第37卷第1期~9-Ju-!频率学报V01．37No．12014年1月JournalofTimeandFrequencyJan．，2014一种双向测距与时间同步系统的设计与分析马红皎，吴华兵一，李梦一，王康一，武建锋，何在民，胡永辉(1．中国科学院国家授时中心，西安710600；2．中国科学院时间频率基准重点实验室，西安710600；3．中国科学院大学，北京100049)摘要：在研究双向单程伪距测量原理的基础上，设计了双向测距与时间同步(DRTS)终端系统总体构架，阐述了在系统中使用的技术，并搭建了基于D

2、SP+FPGA的双向测距与时间同步系统软硬件平台。实验结果表明，此系统的码速率为5MHz、中心频率为15MHz时，测距和时间同步的分辨率可达0．15cm和5ps(@1S)，采用不同频率源时测距和时间同步的精度分别为1．038m和3．46ns，采用相同频率源时分别为0．28cm和9．43ps(参考频率稳定度1×10-1o／d量级)。与国外同类产品相比具有测量精度优势，但考虑通用性，此系统的硬件仍需进一步优化，软件上需要做到码速率可调。关键词：精密测距；时间同步；双向单程伪距测量；双向测距与时间同步(DRTS)

3、中图分类号：TN96文献标志码：A文章编号：1674-0637(2014)01-0018—07DesignandanalysisofsystemofdualrangingandtimesynchronizationMAHong-jiao，wuHua．bing，。，LIMeng，，wANGKang，2'3，wuJian．feng，一，HEZai—min．HUYong．HuiI，(1．NationalTimeServiceCemer，ChineseAcademyofSciences，Xi’an710600，Ch

4、ina；2．KeyLaboratoryofTimeandFrequencyPrimaryStandard，NationalTimeServiceCenter，ChineseAcademyofSciences，Xi’an710600，China；3．UniversityofChineseAcademyofSciences，Beijing100049，China)Abstract：AframeworkofDRTS(dualrangingandtimesynchronization)systemwasdesign

5、edbasedontheprincipleofDOWR(dualone—wayranging)．Thetechniqueusedinthesystemwasdemonstrated．Andahardware／softwareplatformforDRTSsystemwasbuiltbasedonDSPandFPGA．Theresultsfromexperimentshowthattherangingresolutionandtimesynchronizationresolutionare0．15cmand5

6、ps(forlStimeinterva1)respectivelyfortheDRTSsystemwhenthecoderateis5MHzandthecentricfrequencyisl5MHz，andtherangingprecisionandtimesynchronizationprecisionare1．038mand3．46nsrespectivelywhendifferent收稿日期：2o13—03—21基金项目：中国科学院“西部之光”人才培养计划资助项目(O905YR2601)作者简介：马红

7、皎，男，博士，副研究员，主要从事时间频率传递、卫星导航研究。第1期马红皎等：一种双向测距与时间同步系统的设计与分析19frequencyreferencesareusedaswellastherangingprecisionandtimesynchronizationprecisionare0．28cmand9．43psrespectivelywhenthesamefrequencyreferencewithafrequencystabilityof10”isused．TheDRTSsystemissupe

8、riortoforeignsimilarproductsinmeasuringprecision．However，inviewofversatility,thehardwareoftheDRTSsystemstillneedsfurtheroptimizationandthesoftwareoftheDRTSsystemshouldbeimprovedtobeabletoadjustthecoderate．Key