北斗/GNSS共视时间比对原理与应用

随着科技的发展，卫星导航系统的授时已经不能满足高精度用户的需求。基于导航卫星的共视时间比对技术精度高，存在滞后性、使用成本高以及服务能力有限的缺陷，了广大用户的使用。在此背景下，本书围绕卫星导航系统共视时间比对技术，结合作者在相关研究领域积累和工程实践，从卫星导航系统共视比对技术、基于共视时间比对改进的卫星授时方法和共视比对技术的拓展应用展开编写。本书从时间的角度来阐释卫星导航，卫星导航系统是基于时间测量实现的，要深入理解卫星导航，就必须了解卫星导航的时间同步。共视时间比对是在卫星导航系统上发展起来的，反过来又提高卫星导航系统的性能。

前言
第1章 绪论1
1.1 时间传递与时间比对1
1.2 共视时间比对的发展2
1.3 共视的核心——参考源3
1.3.1 基于不同参考源的共视时间比对4
1.3.2 参考源对共视时间比对的重要性5
第2章 从单向授时到共视时间比对8
2.1 授时概述8
2.1.1 授时的概念8
2.1.2 授时技术的发展13
2.1.3 授时的一般过程31
2.1.4 授时性能的衡量指标31
2.2 卫星导航系统单向授时33
2.2.1 单向授时原理33
2.2.2 单向授时误差源分析35
2.2.3 单向授时特点分析48
2.3 基于导航卫星的共视时间比对49
2.3.1 基于GNSS卫星的共视时间比对原理49
2.3.2 共视时间比对标准50
2.3.3 共视时间比对事后数据处理52
2.3.4 共视时间比对误差源分析54
2.3.5 共视时间比对技术特点分析60
第3章 利用共视比对提高单向授时精度61
3.1 基于共视的授时方法61
3.1.1 共视与授时的区别61
3.1.2 共视应用于授时的难点63
3.1.3 共视授时方法的原理64
3.1.4 共视授时优势分析66
3.2 共视授时系统的组成69
3.2.1 共视授时监测站70
3.2.2 共视授时数据处理中心73
3.2.3 共视授时系统时延标定75
3.3 共视授时偏差参数生成与播发77
3.3.1 共视授时偏差参数生成77
3.3.2 共视授时数据播发方式83
3.3.3 共视授时播发内容85
3.4 共视授时原理验证与误差分析87
3.4.1 共视授时原理验证87
3.4.2 共视授时误差分析90
第4章 授时与溯源的融合92
4.1 卫星导航系统的溯源方法92
4.1.1 GNSS溯源原理93
4.1.2 GNSS溯源特点98
4.1.3 BDS/GPS/GLONASS溯源性能分析100
4.2 基于共视比对的卫星导航系统溯源实现102
4.2.1 共视改进北斗溯源原理102
4.2.2 北斗溯源偏差建模104
4.2.3 利用溯源模型播发差分授时模型的可行性研究105
4.2.4 共视改进北斗溯源需考虑的问题108
4.3 基于改进溯源参数的北斗单向授时性能分析111
4.3.1 GEO卫星实现改进溯源方法的优势分析112
4.3.2 测试试验平台114
4.3.3 授时性能试验分析115
第5章 利用GNSS共视实现远程时间校准与复现123
5.1 纳秒级时间同步需求及现状123
5.1.1 应用场景分析123
5.1.2 现状分析125
5.2 远程时间校准与复现系统整体架构设计127
5.2.1 远程时间校准与复现工作原理127
5.2.2 关键数据处理129
5.2.3 系统特点分析132
5.3 远程时间校准与复现系统软硬件设计133
5.3.1 系统组成结构134
5.3.2 远程时间比对基准/校准终端设计135
5.3.3 远程时间复现终端设计145
5.3.4 系统数据处理监控中心设计150
5.3.5 通信协议154
5.4 远程时间校准与复现系统性能分析157
5.4.1 设备时延影响分析158
5.4.2 远程时间校准终端性能测试与分析159
5.4.3 远程时间复现终端性能测试与分析164
第6章 基于空间站原子钟的共视时间比对171
6.1 空间站原子钟作为共视参考源的条件分析171
6.1.1 中国空间站171
6.1.2 欧洲ACES计划172
6.1.3 空间站高精度的原子钟174
6.1.4 空地微波时间比对链路175
6.2 空间站共视方法的改进177
6.2.1 空间站轨道特性与对地可见性分析177
6.2.2 轨道误差对传统空间站共视时间比对的影响181
6.2.3 传统共视方法的应用局限183
6.2.4 适合空间站特征的共视方法185
6.3 空间站分时共视性能分析192
6.3.1 空间站轨道误差分析192
6.3.2 微波时间比对链路误差分析193
6.3.3 空地钟差建模误差分析196
6.3.4 空间站分时共视时间比对性能分析198
参考文献201