一种基于GNSS载波相位技术的陆海一体化时间传递方法

本发明涉及图像篡改检测，具体涉及一种基于gnss载波相位技术的陆海一体化时间传递方法。

背景技术：

1、目前多个领域对高精度时间和频率传递的要求增加，例如电力系统、无线定位系统、分布式雷达、协同数据链、海上舰艇编队等领域，这些系统中都对时间传递的精度有着较高要求，基于全球卫星导航定位系统(gnss)的远程载波相位时间传递技术作为一种高效率、低成本的空间手段，具有的全天候、全覆盖、高精度等特点使其成为了高精度时间传递中的重要方法，已广泛应用于精密时间传递领域。

2、面对海工平台的广大时间用户对于国家标准时间的迫切需求，传统的解决途径是利用gnss共视时间传递法在每个海工平台处分别进行时间传递，然而，这种方法会随着海工平台时间传递链路的距离增加而导致精度衰减，进而导致位于陆地和海洋的时间用户之间的时间系统会产生一定的差异，并没有使得每个时间用户真正地在同一个时间系统下，因此，如何使用gnss技术手段实现陆海一体化时间传递，将位于大范围内的时间用户置于同一时间系统下是当前gnss时间传递领域中亟需解决的科学问题。

技术实现思路

1、为了解决当前gnss在陆海时间传递中随着海工平台时间传递链路的距离增加而导致精度衰减，导致陆地和海洋的时间用户之间的时间系统会产生一定的差异的问题，本发明提供一种基于gnss载波相位技术的陆海一体化时间传递方法，该方案包括：采集多个测站的gnss双频伪距观测值以及载波相位观测量；建立观测方程并基于所有测站的gnss接收机钟差构建约束条件；对观测方程求解，获取卫星钟差参数；建立每个海工平台对应的观测方程；将卫星钟差参数代入每个海工平台对应的观测方程进行求解，得到每个海工平台的接收机钟差；获取每个海工平台的时间传递量。本发明将所有海工平台置于同一卫星钟差基准下，实现了海工平台节点处时间的直接传递，能够解决随着海工平台时间传递链路的距离增加而导致精度衰减的问题，同时有效减少了数据处理量。

2、本发明采用如下技术方案，一种基于gnss载波相位技术的陆海一体化时间传递方法，包括：

3、采集多个测站的gnss双频伪距观测值以及载波相位观测量；

4、根据采集到的所有测站的gnss双频伪距观测值以及载波相位观测量建立观测方程，并基于所有测站的gnss接收机钟差构建约束条件；

5、结合所述观测方程以及约束条件对观测方程求解，获取卫星钟差参数；

6、基于每个海工平台处接收机对应的gnss双频伪距观测值以及载波相位观测值建立每个海工平台对应的观测方程；

7、将卫星钟差参数代入每个海工平台对应的观测方程进行求解，得到每个海工平台的接收机钟差；

8、根据每个海工平台的接收机钟差以及硬件延迟量获取每个海工平台的时间传递量。

9、进一步的，构建的约束条件为：所有测站的gnss接收机接入国家标准时间源，所有测站的gnss接收机钟差的均值为零。

10、进一步的，所述观测方程的表达式为：

11、

12、其中，表示伪距观测值，表示载波相位观测值，s为卫星标识，r为接收机标识，i为历元标识，if为电离层延迟，表示接收机与卫星之间的距离，表示对流层延迟，表示伪距噪声，表示载波相位噪声，c为光速，表示载波相位模糊度，表示接收机钟差，表示卫星钟差。

13、进一步的，建立每个海工平台对应的观测方程时，还包括：

14、利用卡尔曼滤波对每个海工平台的gnss参数进行估计；所述参数包括：电离层延迟、对流层延迟以及载波相位模糊度。

15、进一步的，对每个海工平台的gnss参数进行估计的具体方法为：

16、每个海工平台的电离层延迟利用双频消电离层方式进行估计；

17、每个海工平台的对流层延迟按照模型进行改正并结合随机游走过程进行估计；

18、每个海工平台的相位模糊度在连续无周跳情况下作为常数进行估计。

19、进一步的，所述硬件延迟量的获取方法为：

20、利用时间间隔计数器对每个海工平台的gnss接收器与原子钟之间的硬件延迟量进行标定，得到每个海工平台的硬件延迟量。

21、进一步的，获取每个海工平台的时间传递量的方法为：

22、根据每个海工平台的gnss接收机的钟差与每个海工平台对应的硬件延迟量之和，得到每个海工平台的时间传递量。

23、本发明的有益效果是：本发明通过接入国家标准时间源的测站gnss接收机将卫星钟差溯源到了国家标准时间上，能够解决传统gnss卫星钟差仅仅归算到某个测站或接收平台上导致基准不连续、基准脆弱的问题，提升了gnss卫星钟差的性能，从而将溯源到国家标准时间上的卫星钟差应用于每个海工平台节点的观测方程中，通过解算其接收机钟差，同时结合相应硬件延迟实现每个海工平台处时间的直接传递，不会受到传递链路距离的影响，在保证了时间传递精度的同时还能有效减少数据处理量。

技术特征：

1.一种基于gnss载波相位技术的陆海一体化时间传递方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的一种基于gnss载波相位技术的陆海一体化时间传递方法，其特征在于，构建的约束条件为：

3.根据权利要求1所述的一种基于gnss载波相位技术的陆海一体化时间传递方法，其特征在于，所述观测方程的表达式为：

4.根据权利要求1所述的一种基于gnss载波相位技术的陆海一体化时间传递方法，其特征在于，建立每个海工平台对应的观测方程时，还包括：

5.根据权利要求4所述的一种基于gnss载波相位技术的陆海一体化时间传递方法，其特征在于，对每个海工平台的gnss参数进行估计的具体方法为：

6.根据权利要求1所述的一种基于gnss载波相位技术的陆海一体化时间传递方法，其特征在于，所述硬件延迟量的获取方法为：

7.根据权利要求1所述的一种基于gnss载波相位技术的陆海一体化时间传递方法，其特征在于，获取每个海工平台的时间传递量的方法为：

技术总结
本发明涉及载波相位时间传递领域，具体涉及一种基于GNSS载波相位技术的陆海一体化时间传递方法。采集多个测站的GNSS双频伪距观测值以及载波相位观测量；建立观测方程并基于所有测站的GNSS接收机钟差构建约束条件；对观测方程求解，获取卫星钟差参数；建立每个海工平台对应的观测方程；将卫星钟差参数代入每个海工平台对应的观测方程进行求解，得到每个海工平台的接收机钟差；获取每个海工平台的时间传递量。本发明将所有海工平台置于同一卫星钟差基准下，实现了海工平台节点处时间的直接传递，能够解决随着海工平台时间传递链路的距离增加而导致精度衰减的问题，同时有效减少了数据处理量。

技术研发人员：张鹏飞,涂锐,高玉平,卢晓春,李奇,陈俊美
受保护的技术使用者：中国科学院国家授时中心
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13