【摘 要】
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时间是重要的物理量,精密时间是现代社会正常运行的基础保障之一。以北斗卫星导航系统（Bei Dou Navigation Satellite System,BDS）、全球定位系统（Global Positioning System,GPS）为代表的全球导航卫星系统（Global Navigation Satellite System,GNSS）可以提供10-50ns量级的标准授时服务,在国民经济与国
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时间是重要的物理量,精密时间是现代社会正常运行的基础保障之一。以北斗卫星导航系统（Bei Dou Navigation Satellite System,BDS）、全球定位系统（Global Positioning System,GPS）为代表的全球导航卫星系统（Global Navigation Satellite System,GNSS）可以提供10-50ns量级的标准授时服务,在国民经济与国防建设中发挥了重要作用。随着社会经济和科学技术的迅速发展,新一代移动通信等行业对授时精度提出了ns级甚至更高精度的要求。利用北斗/GNSS载波相位观测值,基于实时动态（Real-Time Kinematic,RTK）差分定位技术思想开展RTK授时,有望满足城域范围内的动态、静态精密时间用户需求,是对中国科学院国家授时中心（National Time Service Center,NTSC）基于国际GNSS监测评估系统（international GNSS Monitoring and Assessment System,i GMAS）的精密时间服务体系的重要补充。本论文主要研究内容如下:（1）简要介绍了GNSS精密授时的基础及其研究背景。对基于i GMAS的精密授时方法（Precise Time Service,PTS）原理做了介绍。阐述了本文试验所用到的相关组织协议,并对本文所使用的两种GNSS授时/时间传递技术——精密单点定位（Precise Point Positioning,PPP）时间传递技术以及RTK授时技术做了概述。（2）RTK授时软件的改编设计与实现。介绍了开源软件包RTKLIB的主要功能及其常用的程序。通过调试RTKLIB中相对定位模块的核心源码,分析其实现原理,对源码进行二次开发,构建站间单差观测方程,以消除或削弱测站间共同误差,同时还将接收机钟差保留下来,并作为未知参数用于参数估计。另外还对系数矩阵以及接收机钟差的初始化进行重新“设计”,以满足解算时的需要。最后随着RTKLIB b34测试版的推出,对其改编实现RTK授时功能,并添加了观测值选取以及不同频点选择等功能。（3）应用改编设计的RTKLIB RTK授时软件,对BDS-2卫星展开试验分析,借助PPP时间传递技术以及光纤双向时间传递技术分别对BDS-2卫星RTK授时性能进行分析,试验结果表明,BDS-2卫星RTK授时结果与PPP时间传递结果较为符合。RTK授时与PPP时间传递的结果互差在整体上能够保持在1ns以内,甚至部分互差结果能够达到0.5ns。光纤双向时间传递的结果作为外符合验证,BDS-2 RTK授时结果整体趋势也能够与之保持基本一致,整体的起伏范围能够在±1.5ns以内,两者的对比结果的标准差能达到0.48ns。（4）BDS-3卫星B1I/B3I信号RTK授时性能分析。总共选取SE22、SEPT、XIA1、ZHHJ、XIA6共5个测站,组成不同基线对BDS-3卫星B1I/B3I信号开展不同模式的RTK授时试验性能分析。针对不同的用户终端,尽管基线长度不同,但是试验结果表明整体的RTK授时结果与PPP时间传递结果的互差STD能优于0.2ns。另外使用部分光纤双向时间传递的结果作为试验外符合验证BDS-3卫星B1I/B3I信号不同模式RTK授时性能,试验表明,BDS-3卫星B1I/B3I信号的RTK授时结果与光纤双向时间传递结果的互差能够优于0.3ns。而对于i GMAS跟踪站XIA1,长弧段的试验结果表明BDS-3卫星B1I/B3I信号的整体RTK授时结果起伏范围能保持在±2.0ns以内,单天的结果能够保持在0.5ns范围以内。
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