卫星导航定位系统星地时间同步方法_图文(精)
全球定位系统中的时钟同步技术研究
全球定位系统中的时钟同步技术研究全球定位系统（GPS）是由美国空军及其众多部门共同研制的一套卫星导航系统。
其作用是：在地球上的任何地点，用 GPS 接收器接收到来自四颗或以上GPS 卫星发出的电波，就能确认自己所在的位置，从而实现开车、导航、追踪、航空航海、智能手机定位等等。
但是，GPS 系统的实现依赖于时钟同步技术。
饶有兴趣的是，GPS卫星、随时随地的手机，乃至地球上的每一颗原子钟，都依赖时钟同步技术才能正常工作。
一、 GPS 系统的时钟同步GPS 卫星向地球机动时，它发出的信号一定是周期性的电磁波。
这个周期的时长，恰好是卫星的总距离除以其速度。
因此，通过测量不同卫星的信号，我们就能计算出卫星与我们之间的距离差，从而确定自己的位置。
例如，如果从三颗卫星接受信号，则通过测量时，我们可以得到三个未知的值：位置 x、y、z。
这三个未知量，一组已知量固定、受到误差影响的线性方程组。
在理论上可能通过求解矩阵方程得到精确的位置值。
然而，在实际应用中，发生了许多非理想情况。
例如，电磁波在向地球传输的过程中，可能会被大气层、地理障碍物、电子设备等影响从而偏离正常的路径。
此外，卫星发射出的电磁波与接收器接收电磁波的时间差，也是非常微小的。
若接收器的时钟与 GPS 卫星的时钟不完全同步，则会产生时间误差。
因此，GPS 系统中的时钟同步技术非常重要。
二、GPS 系统的时间同步技术GPS 系统中，卫星上的原子钟，要与地面接收器上的时钟始终同步以确保系统的精度。
在卫星上，主钟是铷蒸气时钟，可以在卫星上保持超过十年的精度。
而在地面上，则使用更加稳定、更加精确的氢原子钟。
但是，由于这些时钟的精度依赖于局部的温度、压力和地球的引力、速度变化等环境因素的影响，时钟必须经常进行校准。
为了保持时钟同步，GPS 系统采用了四种同步方法：（1）对时造星GPS 卫星，除直接读取真实的时间以外，还提供了一组精确的计时信号，即GPS时间。
这个时间是由人造卫星上的恒星导航系统计算得来的。
航海技术卫星导航系统的时钟同步方法
航海技术卫星导航系统的时钟同步方法航海技术卫星导航系统是现代航海领域的重要组成部分，为船舶导航提供高精度的位置和时间信息。
而确保卫星导航系统中各个卫星的时钟同步是保证导航定位准确性的关键因素之一。
本文将探讨航海技术卫星导航系统的时钟同步方法，并分析其应用和优势。
一、介绍航海技术卫星导航系统的时钟同步是指各个卫星之间时钟的精确性和一致性。
由于卫星之间的距离较大且运行速度快，时钟同步的准确性对导航系统的性能至关重要。
二、GPS定位系统GPS定位系统是广泛应用的卫星导航系统之一，其时钟同步方法主要包括以下几种：1. 空间段同步：空间段同步是指在GPS卫星上采用精确的原子钟设备，并通过地面控制站向GPS卫星发送频率参考信号，实现对卫星钟的校准和同步。
这种方法具有高精度、高稳定性的特点，可以满足大部分应用的需求。
2. 地面站同步：地面站同步是通过地面测量与GPS卫星时钟的差异，并以地面测量结果为基准，计算卫星钟差。
然后利用控制信号传输至GPS卫星，对其进行校准和同步。
这种方法适用于有限的区域，但其精度较低，通常用于工程测量和短距离导航需求。
3. 接收机同步：接收机同步是指通过接收机内部的定时器和晶振设备，对接收到的卫星信号进行分析并计算接收机钟差。
然后将该差异传输至地面控制站，由控制站对接收机进行时钟校准和同步。
这种方法能满足大部分应用需求，但是精度有限，常用于普通民用导航和定位。
三、伽利略系统伽利略系统是欧洲空间局研发的卫星导航系统，其时钟同步方法主要包括以下几种：1. 伽利略本地方法：伽利略卫星系统采用双频信号，其中一个频率可用于内部时钟同步。
该方法通过计算接收机接收到的卫星信号的相位差异，得出接收机钟差，并传输给地面控制站进行时钟校准和同步。
这种方法具有较高的精度和稳定性，适用于精密导航和科学研究。
2. 外部校准方法：外部校准方法是指伽利略系统利用国际基准钟进行时钟同步，通过地面控制站定期与国际基准钟进行比对，并校准卫星时钟。
卫星导航定位系统时间同步技术
卫星导航定位系统时间同步技术
王淑芳;王礼亮
【期刊名称】《全球定位系统》
【年(卷),期】2005(30)2
【摘要】卫星导航定位系统测距的基础是测时,而定轨和定位的前提是各观测量的时间同步,因此,时间同步是卫星导航定位系统建设的关键.卫星导航定位系统中时间同步技术包括卫星与地面(星-地)和地面站间(地-地)的时间同步,主要时间同步方法有用于星-地时间同步的双向时间频率传递法(TWSTFT)、倒定位法等,以及用于地-地时间同步的TWSTFT、卫星共视法、搬运钟法等.本文重点介绍TWSTFT和卫星共视法进行时间同步的基本原理、精度分析和卫星导航定位系统的钟差预报.【总页数】5页(P10-14)
【作者】王淑芳;王礼亮
【作者单位】北京61081部队,北京,100094;北京61081部队,北京,100094【正文语种】中文
【中图分类】P207+.1
【相关文献】
1.变电站GPS时间同步系统的结构、时间同步方式与技术应用 [J], 王付卫
2.卫星导航定位系统时间同步技术原理分析 [J], 王小雄
3.卫星导航定位系统星地时间同步方法 [J], 李树洲
4.卫星导航定位系统时间同步技术研究 [J], 朱克家;周田;马江威;吕京龙;
5.卫星导航定位系统技术专利分析 [J], 徐文生
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
北斗卫星定位导航系统ppt课件
北斗一代
• 中国北斗导航卫星进行防震试验 • 北斗一代（BD-1）系统介绍： • “北斗一号”卫星导航定位系统是我国独立自主研制的第一代卫星导 航定位系统，是一种新型、全天候、较高精度、区域性（中国境内） 的卫星导航定位系统，具有快速定位（导航）、双向简短报文通信和 定时三大功能，目前已经正式投入运行，这标志着该系统进入了实际 应用阶段。 • 该系统由四颗静止卫星组成，其轨位分别是： 80E；110．5E，140E， 86°E • 导航定位使用频段是： 1610---1626．5MHz （L频段，上行链路） • 2483．5---2500MHz （S频段，下行链路） • 目前在国际电联的公布资料是：CHINASAT-31/32/33。
北斗卫星定位系统构成
• 北斗卫星导航定位系统的系统构成有：两颗地球 静止轨道卫星、地面中心站、用户终端。北斗卫 星导航定位系统的基本工作原理是“双星定位”： 以2颗在轨卫星的已知坐标为圆心，各以测定的卫 星至用户终端的距离为半径，形成2个球面，用户 终端将位于这2个球面交线的圆弧上。地面中心站 配有电子高程地图，提供一个以地心为球心、以 球心至地球表面高度为半径的非均匀球面。用数 学方法求解圆弧与地球表面的交点即可获得用户 的位置。
北斗系统四大功能
• 北斗系统四大功能 • 短报文通信：北斗系统用户终端具有双向报文通 信功能，用户可以一次传送40-60个汉字的短报文 信息。 • 精密授时：北斗系统具有精密授时功能，可向用 户提供20ns-100ns时间同步精度。 • 定位精度：水平精度100米(1σ)，设立标校站之后 为20米(类似差分状态)。工作频率：2491.75MHz。 • 系统容纳的最大用户数：每小时540000户。
北斗卫星定位导航系统教学
北斗卫星定位导航系统概述
卫星导航定位系统星地时间同步方法
Ｔｅ ｔ 试 技 术 与 应 用 测 ｓ
Ｔ ｅｃｈ ｏｌ ｎ ｏｇｙ ＆Ａｐｐｌ ｉ ｉ ｃａｔ ｏｎ
维普资讯
卫 星导航 定位 系统 星地 时 间同步 坛 警
北 京 ５ ６信 箱 ３ １
摘 要
李树 洲
星 地 时 间 同步 是 卫 星 导航 定 位 系统 的 重 要 组 成 部 分 ， 其 精 度 和 可 靠 性 对 导航 系统 的 定 位
要 实 现 星 地 时 间 的 精 确 同 步 ， 必 须 选 择 合 适 的
Ｉ
卫 星 钟
方 法 ，以减 小 卫星 星 历误 差 、电离 层 改 正误 差 、对 流 层 改正 误 差 、 多普 勒 效应 改 正误 差 、 面 站 位 置 误 差 、 地 设 备 时延 误 差 等 凶素 对 同步 精 度 的影 响 。 当然 ， 论 无
精 度 和 性 能 有 重 大 影 响 。 该 文 简要 介 绍 了 星 地 时 间 同 步 的 基 本 原 理 ， 阐述 了 卫 星 导 航 定 位 系统 星 地 时 间 同 步 常 用 的 单 向 时 间 同 步 、 双 向 时 间 同 步 和 激 光 时 间 同 步 方 法 ， 并 对 这 三 种 方 法 的 优 缺 点 进 行 了 分 析 比 较 ，对 建 立 新 型 卫 星 无 源 导 航 定 位 系统 应 采 用 的 星 地 时 间 同 步 方 法 提 出 了 自 己 的 观 点 。 关键 词 卫 星导 航 时 间 同步
Ａ． ｔ ｔ ｔ…ｕ
磁 波 信 号 从 卫 星 到 达地 面站 所 需 的 时 间；
Ａ ＝ｔ一ｔ 一 为星 载 钟 与 系统 时间 之 差 ； ｔ △“ △ 一 为 用 户 钟 与 ｉ星钟 时 间之 差 。 ，一 ｆ
一种卫星时钟同步的方法
一种卫星时钟同步的方法
在卫星通信中，时钟同步是一个重要的问题。
保持卫星的时钟和地面站的时钟同步可以确保通信的准确性和稳定性。
为了解决这一问题，我们提出了一种卫星时钟同步的方法。
这种方法基于卫星之间的时间比较和校正机制。
首先，我们将地面站的时钟作为参考时钟，可以认为它是准确的。
然后，在不同的卫星之间建立通信链路，通过发送时间同步请求来进行时钟比较和校正。
具体步骤如下：
1. 地面站向目标卫星发送时间同步请求。
这个请求包含了地面站的本地时间信息。
2. 目标卫星接收到时间同步请求后，记录下地面站的本地时间信息，并发送回复。
3. 地面站接收到回复后，记录下目标卫星的接收时间。
4. 地面站根据发送时间和接收时间之间的差值计算出传输的延迟时间。
5. 地面站将传输的延迟时间发送给目标卫星。
6. 目标卫星接收到传输的延迟时间后，根据该值和地面站的本地时间信息计算出自己的本地时间。
7. 目标卫星将计算出的本地时间发送回地面站。
8. 地面站接收到目标卫星的本地时间后，将其记录下来。
9. 地面站和目标卫星通过重复以上步骤进行周期性的时钟同步。
通过这种方法，地面站和卫星之间可以实现高精度的时钟同步。
由于该方法只需要发送和接收时间信息，不需要大量的计算和额外的资源，因此具有较低的成本和高效性。
总结来说，该方法通过时间比较和校正机制实现卫星时钟同步。
它可以确保卫星与地面站之间的通信准确性和稳定性，为卫星通信提供了有力的支持。
卫星导航系统中的时钟同步技术研究
卫星导航系统中的时钟同步技术研究卫星导航系统是现代社会中不可或缺的一部分，无论是导航、航空、军事还是通信等领域都需要借助卫星导航系统实现精准定位和时间同步。
然而，由于卫星与接收器之间的距离较远，存在信号传输的误差和时钟漂移等问题，因此需要精准的时钟同步技术来保证导航系统的精度和可靠性。
一、卫星导航系统的时钟同步问题卫星导航系统中的时间同步问题主要存在于卫星时钟和地面接收器时钟之间。
由于卫星在运行轨道上时速非常快，而地面接收器相对而言是固定的，因此在信号传输过程中存在多种误差，比如信号传输的延迟和时钟漂移等。
这些误差会导致卫星和接收器的时间存在微小差异，进而会影响卫星导航系统的精度和可靠性。
二、常见的卫星导航系统时间同步方法为了解决卫星导航系统中的时间同步问题，研究人员们提出了多种方法，常见的包括以下几种：1. 单点定位法单点定位法（Point Positioning）是目前最常用的时间同步方法之一。
该方法主要通过接收三颗以上的卫星信号来精确定位接收器的位置和时间。
然后将地面接收器的时钟误差作为常数进行校正，进而实现接收器和卫星之间的时钟同步。
2. 双差定位法双差定位法（Double-Differencing Positioning）是一种在单点定位法的基础上进行改进的时间同步方法。
该方法针对两个接收器之间同时接收多颗卫星信号的情况进行优化，通过比较两个接收器之间的差异来消除不同的误差，进而实现更准确的时钟同步。
3. 相对定位法相对定位法（Relative positioning）是一种较为复杂的时间同步方法，该方法需要同时监测卫星和地面接收器的运动状态和轨迹变化情况，并通过解算两者之间的差异来进行时间同步。
相对定位法在信号传输误差、多路径效应等方面有一定的优势，但是需要较为复杂的数据处理和算法解析，适用范围相对较小。
三、时钟同步技术的发展趋势随着卫星导航系统的不断普及和更新换代，时钟同步技术也在不断发展和创新。
导航系统的时间同步方式
导航系统的时间同步方式时间是导航过程中非常重要的参数，很多外部设备在与导航系统协同工作时，也经常需要与导航系统保持时间上的一致性才能正常的实现相关功能，如果时间同步出了问题，最终的点云也会产生相应的扭曲与偏离。
同时，对导航系统的内部来说时间同步也不可或缺，包括卫星导航接收机、惯性测量单元等多种不同传感器采集的物理量存在很强的时间相关性，会同步发生变化，如果没有进行时间同步，那么在后续的数据融合时就会产生误差，影响最终的导航结果。
今天我们就来了解一下导航系统中是怎样实现时间同步的吧。
常用的同步方式常用的同步方式有串口协议、NTP网络协议同步及脉冲同步的方式，但不同的方式可以实现的同步精度也有所区别，通常来说串口协议、NTP网络协议可以实现毫秒级的同步精度，但对于很多对同步精度有更高要求的导航系统来说，最常用的方法就是脉冲同步了，这也是我们今天介绍的重点。
脉冲同步，顾名思义就是使用脉冲，确切的说是使用脉冲的上升沿或者下降沿作为同步的时刻标识。
根据脉冲的输入输出方向，脉冲同步又可以分为主动同步和被动同步两种，其中主动同步是指组合导航系统或某传感器按自身既定的时序工作，同步脉冲作为系统的一个输出信号，在内部时间的统一协调下对某事件节点的导航信息进行采集并主动对外发送同步脉冲，与此同时内部继续进行数据处理、解算并将刚才脉冲对应时刻的导航信息进行输出。
这种主动同步在导航系统内通常被称作PPS（Pulses Per Second）或TOV（Time of Validity）。
被动同步与主动同步不同，导航系统或传感器的工作时序是外部触发式的，对系统来说同步脉冲是一个输入信号，每次收到同步脉冲再进行相应的数据采集、处理、解算并输出（非强迫症可以跳过的括号：其实这样说不太严格，很多系统仍然是按内部时序不断的执行数据采集、处理、解算的机制，只不过在收到外部的触发脉冲时才进行数据发送的动作）。
这种被动同步的小名还有External Trigger，或Event Mark，或者Mark。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
万方数据
万方数据
万方数据
卫星导航定位系统星地时间同步方法
作者:李树洲
作者单位:北京5136信箱
刊名:
无线电工程
英文刊名:RADIO ENGINEERING OF CHINA
年,卷(期:2002,32(10
被引用次星无线电导航1989
2.李铁新卫星导航系统时间基准和星地时间同步2002
7.吴乐群.姜东升.王颖.高振良星载铷钟频率特性测量技术研究[会议论文]-2006
8.张亚平.ZHANG Ya-ping影响卫星导航定位系统精度的关键技术[期刊论文]-无线电工程2008,38(1
9.王淑芳.王礼亮.WANG Shu-fang.WANG li-liang卫星导航定位系统时间同步技术[期刊论文]-全球定位系统2005,30(2
2.刘魁星.桑怀胜.王茂磊.黄显安卫星导航系统时间同步方法分析与研究[期刊论文]-电视技术2010(z1
3.马煦.瞿稳科.韩玉宏.王贤良卫星导航系统授时精度分析与评估[期刊论文]-电讯技术2007(2
4.叶玲玲.石明华.楼杨基于卫星双向法的时间比对系统构建与分析[期刊论文]-现代电子技术2011(24
本文读者也读过(10条
1.曾国良PTN时间同步方案在移动网络中的应用[期刊论文]-通信世界B2009(40
2.沙燕萍.曾烈光.SHA Yan-ping.ZENG Lie-guang高速SDH帧同步系统性能与同步码组选择[期刊论文]-光通信研究2000(2
3.谭述森.Tan Shusen导航卫星双向伪距时间同步[期刊论文]-中国工程科学2006,8(12
5.刘晓刚.张传定星地双向时间比对Sagnac效应的计算和分析[期刊论文]-宇航计测技术2009(1
本文链接:/Periodical_wxdgc200210016.aspx
10.朱利伟.文援兰.刘峰.潘汪华.ZHU Li-wei.WEN Yuan-lan.LIU Feng.PAN Wang-hua利用非GEO卫星进行地面站时间同步研究[期刊论文]-上海航天2010,27(6
引证文献(5条
1.陈祝明.郭廷源.江朝抒一种MEO卫星星地时间同步的新方法[期刊论文]-电子科技大学学报2007(1
4.帅平.曲广吉导航星座的自主导航技术——卫星自主时间同步[会议论文]-2004
5.石季英.李芳.刘建华.曹明增.SHI Ji-ying.LI Fang.LIU Jian-hua.CAO Ming-zen无线传感器网络中时间同步方法的研究[期刊论文]-计算机仿真2007,24(6
6.李交通.LI Jiao-tong基于最小代价的预防性维修数学分析方法[期刊论文]-电子产品可靠性与环境试验2007,25(4