【摘 要】
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在建筑密集的城市、深林沟壑的野外和室内等环境复杂的区域,全球卫星导航系统（Global Navigation Satellite System,GNSS）信号容易受到遮蔽,导致定位精度下降严重,甚至无法提供正确的位置服务。为此,在特定区域建立伪卫星定位系统来提供导航信号能够有效弥补卫星导航系统的信号盲区,成为克服此类问题的途径之一。在分布式伪卫星独立组网定位系统中,伪卫星的时钟各自独立,因其工作起
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在建筑密集的城市、深林沟壑的野外和室内等环境复杂的区域,全球卫星导航系统（Global Navigation Satellite System,GNSS）信号容易受到遮蔽,导致定位精度下降严重,甚至无法提供正确的位置服务。为此,在特定区域建立伪卫星定位系统来提供导航信号能够有效弥补卫星导航系统的信号盲区,成为克服此类问题的途径之一。在分布式伪卫星独立组网定位系统中,伪卫星的时钟各自独立,因其工作起始相位不同及周围的环境变化而产生微小的频偏和频移,使组网内不同伪卫星时钟无法同步,导致无法进行定位,因此各个伪卫星的时钟同步是伪卫星系统工作的必要条件。在伪卫星系统的时钟同步问题中,伪卫星钟差是影响定位精度的重要因素。对于伪卫星这样的短基线测量系统,时钟偏差导致的测距误差对用户定位精度的影响更为明显,因此需要对伪卫星的时钟偏差进行监测和实时预测,提供高精度的伪卫星时钟偏差参数,通过实时补偿和调制,以保证伪卫星系统的时钟高精度同步。本课题主要完成了以下研究工作:（1）在对伪卫星的单向时间同步法、双向时间同步法和GPS共视时间同步法进行分析的基础上,针对其实现时钟同步的成本高、算法较复杂的问题,以及组网内不同伪卫星之间的时钟同步的需求,以载波相位测距技术为基础,设计了一种基于载波相位的伪卫星间差分反馈式时钟同步方案,具有实现方式较为简单,时钟同步精度较高的特点。（2）按照时钟同步方案要求,提出了一种基于载波相位的伪卫星间差分的钟差算法方案。该方案引入了双天线接收机,然后通过双天线接收机采集载波相位观测值,对主从伪卫星的钟差线性方程组进行解算,从而得到相对钟差值。通过仿真验证采用伪卫星间差分的钟差算法同步精度可以达到纳秒量级。（3）按照时钟同步方案要求,分析灰色钟差预测模型（Grey Model,GM（1,1））,针对其缺点提出改进方法,建立了基于幂函数变换的动态灰色伪卫星钟差预测模型（Power Function Transformation Dynamic prediction-Grey Mode,PFT-DGM）,仿真验证了PFT-DGM钟差预测模型的有效性。（4）按照时钟同步方案要求,仿真分析了常用的四种插值方法,选择了简单、高效、高精度的分段线性插值法的算法,并验证了其能够满足高精度插值要求。（5）按照时钟同步方案,采用各个算法模块,建立了基于载波相位的伪卫星间差分反馈式时钟同步仿真验证平台,对整个伪卫星定位系统的时钟同步进行整体的仿真验证,结果证明基于载波相位的伪卫星间差分反馈式时钟同步方案的可行性与正确性,具有较高的同步精度,能满足相关技术要求,可以为伪卫星系统时钟同步的工程设计提供重要的技术支持。
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