星地无线电双向时间比对法误差源分析Error sources analysis of the method of two-way satellite-ground time comparison by wireless radio
刘晓刚,张丽萍,陈军,赵润
摘要(Abstract):
本文简要介绍了星地无线电双向时间比对法的基本原理,给出其地心惯性系中计算模型,分析了各种误差源对星地间相对钟差的影响,计算了在几种计算精度下卫星和地面站位置和速度误差所需要达到的精度。结果表明:影响星地无线电双向法精度的主要误差源为设备时延误差和电离层延迟误差,而由于卫星和地面站位置不准确引起的误差相对较小;对于电离层时延、设备时延等与信号传播频率有关的时延项,并不能通过差分完全消除它的影响,还需要通过其改正模型来对它的影响进行改正;对于目前时间比对法各误差源的精度量级,星地无线电双向法的理论精度也仅能达到约几百个皮秒的量级。
关键词(KeyWords): 星地无线电双向时间比对法;地心惯性系;钟差;时间同步;误差源
基金项目(Foundation): 国家自然科学基金(40774031);; 全国优秀博士论文专项基金(200344);; 卫星导航与定位教育部重点实验室(B类)开放基金(GRC-2009010);; 中科院动力大地测量学重点实验室开放基金(L06-06);; 信息工程大学博士生创新基金
作者(Author): 刘晓刚,张丽萍,陈军,赵润
DOI: 10.16251/j.cnki.1009-2307.2011.04.035
参考文献(References):
- [1]刘利.相对论时间比对理论与高精度时间同步技术[D].郑州:信息工程大学测绘学院,2004.
- [2]刘晓刚.卫星导航定位系统高精度时间同步方法研究[D].郑州:信息工程大学测绘学院,2008.
- [3]Phipps T E,Jr.Proper time synchronization[J].Founda-tions of Physics,1991,21(9).
- [4]Imae M.Review of Two-Way Satellite Time and Frequency Trans-fer[J].Journal of Metrology Society of India,2006,21(4).
- [5]秦显平,崔先强,霍立业.星地时间比对的原理及实现[J].测绘科学与工程,2006,26(3).
- [6]刘晓刚,张传定.星地无线电双向时间比对法计算模型及其误差评估[J].宇航计测技术,2009,29(6).
- [7]孙宏伟,等.卫星双向时间比对原理及比对误差估算[J].宇航计测技术,2001,21(2).
- [8]刘利,韩春好.卫星双向时间比对及其误差分析[J].天文学进展,2004,22(3).
- [9]王礼亮,王淑芳.影响卫星导航定位系统设备时延的主要因素[J].无线电工程,2005,35(8).
- [10]李变.GPS共视时间比对中的几何时延改正[J].计算机测量与控制,2005,13(5).
- [11]Kashani I,Wielgosz P.The Double Difference Effect ofIonospheric Correction Latency on Instantaneous Ambigu-ity Resolution in long range RTK[R].ION GNSS 17thInternational Technical Meeting of the Satellite Division,21-24 Sept.2004,Long Beach,CA.
- [12]Brunner F K.An improved Model for the Dual FrequencyIonospheric Correction of GPS Observations[J].Manu-scripta Geodaetica,1991,16:205-214.
- [13]赵军祥,等.GPS授时校频方法研究与试验结果[J].北京航空航天大学学报,2004,30(8).
- [14]Schn S,Wieser A,Macheiner K.Accurate Tropo-spheric Correction for Local GPS Monitoring NetworksWith Large Height Differences[R].ION GNSS 18th In-ternational Technical Meeting of the Satellite Division,13-16 September 2005,Long Beach,CA.