本發明專利技術提出一種基于多種GNSS系統融合的時間頻率傳遞接收機，包括：多個GNSS接收模塊、外部時鐘源和控制器，控制器將多個GNSS接收模塊的參考時間統一同步到本地參考時間頻率標準源，以獲得多個不同GNSS系統的多種時間頻率測量信號，并將每個GNSS系統的粗碼、精碼和載波相位測量中的一種或多種測量量代入觀測方程進行處理以得到相對于每個GNSS系統時的本地參考時間，以及對相對于每個GNSS系統時的本地參考時間賦予相應的權值，加權平均后獲得單站的本地參考時間與UTC時間之差，經過處理獲得本地單站共視數據。本發明專利技術實施例能夠利用多種免費的GNSS系統的多種測量信號進行遠程高精度時間頻率標準比對，從而實現了多GNSS系統融合、多測量信號的融合。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及時間頻率校準
，特別涉及一種基于多種GNSS系統融合的時 間頻率傳遞方法和接收機。
技術介紹
目前時間頻率重要性越來越凸顯，主要體現在空間
、計量領域等等，因此 越來越多的地方出現了使用時間頻率標準的需求。但是，由于許多時間頻率標準不易于搬 動，而且很多時間頻率標準存在需要連續工作，不宜斷電等特殊性，因此迫切需要尋找一種 遠程時間頻率傳遞的方法來對這些時間頻率標準進行遠程校準。在1980 年國際頻控年會上，Allan 首次提出了 GPS (Global Positioning System, 全球定位系統)共視法時間傳遞的原理。1985年GPS共視法被用于遠距離時間比對，參加 TAI (Temps Atomique International，國際原子時)計算。自20世紀90年代初，GPS共視法 開始得到廣泛應用。1994年，Allan代表GPS時間傳遞標準組(GGTTS)，在期刊MetroLogia 上發表了 “GPS定時接收機軟件標準化技術指南”，統一了共視接收機軟件的處理過程和單 站觀測文件的格式，以進一步提高共視比對精度。早期的GNSS時間頻率傳遞接收機生產商 主要是美國AOA公司。從 1995 年開女臺，國際計量局(Bureau International des Poids et Mesures, BIPM)時間部在計算TAI時，依靠各時間實驗室的單頻單通道GPS共視接收機每天48次跟 蹤衛星，把全球約50個時間實驗室200多臺原子鐘的觀測資料，通過共視比對，統一歸算成 UTC-UTC (k)，其中，k指各時間實驗室。近年來，GPSC/A碼、P3 碼多通道測量，GL0NASS (GLObal NAvigation SatelliteSystem，俄羅斯全球導航衛星系統)P碼共視，相繼出現。不僅使得共視比對連 續進行，而且增大了觀測數據量，提高了比對精度，S印tentrio、AOS、和Dicom等公司都有 GPSC/A碼、P3碼的共視接收機。GPS時間頻率傳遞接收機的目的之一在于得到本地參考時 鐘和GPS系統時或其它參考時間系統的比對結果，主要由以下兩種工作模式。如圖1所示， 為現有的工作模式示意圖。其中，工作模式1是指接收機通過自身功能直接鎖定到本地參考時間頻率源，則 通過接收機得到了 GPS觀測量就是以本地參考時間頻率源為基準的，通過數據處理可直接 得到本地參考時間頻率源與GPS系統時或其它參考時間系統的比對結果；工作模式2是指 接收機不能或不直接鎖定到本地時間頻率參考源，則需要通過時間間隔計數器測量本地參 考時間頻率源與接收機內部時鐘的關系，再通過數據處理之后間接得到地參考時間頻率源 與GPS系統時或其它參考時間系統的比對結果。工作模式1相對于工作模式1來說更加 簡便易實現，且由于所需的更少的儀器引進了更少的誤差，得到了更好質量的結果，但它對 接收機功能有一定的要求；工作模式2其性能往往受制于時間間隔計數器的性能。其中， Septentrio公司的產品基于工作模式1，而Dicom和AOS的產品了基于工作模式2。現有技術存在的缺點是1、目前的時間頻率傳遞接收機都是使用單個GNSS系統產生各自系統的時間頻率 比對結果，并沒有將數據進行融合，這對于結果的可靠性是個巨大的考驗，一旦某個系統癱 瘓，將造成重要不利影響，同時發展其他未來可能的GNSS系統基的時間頻率傳遞同樣重 要，多系統的融合可以大大提高接收機的測量精度和工作可靠性。2、北斗衛星導航系統(BeiDou(COMPASS)中文簡稱‘北斗’)是中國正在實施的自 主發展、獨立運行的全球衛星導航系統，具備導航、定位和授時等功能，中國高度重視并一 直在努力探索和發展擁有自主知識產權的衛星導航系統，由于其的不斷發展，利用COMPASS 進行時間頻率傳遞已成為一種必然趨勢，但目前還沒有基于COMPASS(二代)的粗碼、精碼 及載波相位時間頻率傳遞接收機。另外，發展其他未來可能的GNSS (Global Navigation Satellite System，全球導航衛星系統)系統基的時間頻率傳遞同樣重要，多系統的融合可 以大大提高接收機的測量精度和工作可靠性。3、由于目前各種GNSS時間頻率傳遞接收機都只生成本地參考與GNSS系統參考時 間的比對結果，如需比對本地參考與另一方(遠程)參考的結果，必須兩方數據匯總到一處 并進行數據處理方能實現，尚無接收機可單方自動實現此功能。
技術實現思路
本專利技術的目的旨在至少解決以上技術缺陷，提出了一種基于多種GNSS系統融合 的時間頻率傳遞方法和接收機。為達到上述目的，本專利技術一方面提出了一種基于多種GNSS系統融合的時間頻率 傳遞接收機，包括多個全球導航衛星系統(GNSS)接收模塊，用于接收多種不同GNSS系統 的時間頻率測量信號；外部時鐘源，用于為所述多個GNSS接收模塊提供頻率信號和IPPS信 號；控制器，用于將多個GNSS接收模塊的參考時間統一同步到本地參考時間頻率標準源， 獲得多個不同GNSS系統的多種時間頻率測量信號，并將每個GNSS系統的粗碼、精碼和載 波相位測量中的一種或多種測量量代入觀測方程進行處理以得到相對于每個GNSS系統時 的本地參考時間，以及對相對于每個GNSS系統時的本地參考時間賦予相應的權值，加權平 均后獲得單站的本地參考時間與UTC時間之差，經過CGGTTS(CCTF Group on GNSS Time Transfer Standards,國際時間頻率咨詢委員會GNSS時間傳遞標準組)數據處理最終獲得 本地單站共視數據。本專利技術另一方面還提出了一種基于多種GNSS系統融合的時間頻率傳遞方法，包 括以下步驟將多個GNSS接收模塊的參考時間統一同步到本地參考時間頻率標準源以獲 得多個不同GNSS系統的多種時間頻率測量信號；將每個GNSS系統的粗碼、精碼和載波相位 測量中的一種或多種測量量代入觀測方程進行處理以得到相對于每個GNSS系統時的本地 參考時間，以及對相對于每個GNSS系統時的本地參考時間賦予相應的權值，加權平均后獲 得單站的本地參考時間與UTC時間之差，和在進行CGGTTS數據處理之后獲得本地單站共視 數據。本專利技術實施例能夠利用多種免費的GNSS系統的多種測量信號進行遠程高精度時 間頻率標準比對，同時采用工作模式1，從而實現了多GNSS系統融合、多種測量信號的融 合。另外，本專利技術實施例可對各種測量方法以及各個GNSS系統獲得的本地參考時間分配不 同的權值，從而能夠進一步提高單站共視數據測量的精度。其次，在本專利技術的優選實施例中，還可自動獲取遠程方單站共視數據，并生成校準或比對報告。本專利技術附加的方面和優點將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變 得明顯，或通過本專利技術的實踐了解到。附圖說明本專利技術上述的和/或附加的方面和優點從下面結合附圖對實施例的描述中將變 得明顯和容易理解，其中圖1為現有的工作模式示意圖；圖2為本專利技術實施例的基于多種GNSS系統融合的時間頻率傳遞接收機結構圖；圖3為本專利技術實施例的基于多種GNSS系統融合的時間頻率傳遞方法流程圖。具體實施例方式下面詳細描述本專利技術的實施例，所述實施例的示例在附圖中示出，其中自始至終 相同或類本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種基于多種ＧＮＳＳ系統融合的時間頻率傳遞接收機，其特征在于，包括：多個全球導航衛星系統ＧＮＳＳ接收模塊，用于接收多個不同ＧＮＳＳ系統的時間頻率信號；外部時鐘源，用于為所述多個ＧＮＳＳ接收模塊提供頻率信號和１ＰＰＳ信號；和控制器，用于將多個ＧＮＳＳ接收模塊的參考時間統一同步到本地參考時間頻率標準源，以獲得多個不同ＧＮＳＳ系統的多種時間頻率測量信號，并將每個ＧＮＳＳ系統的粗碼、精碼和載波相位測量中的一種或多種測量量代入觀測方程進行處理以得到相對于每個ＧＮＳＳ系統時的本地參考時間，以及對相對于每個ＧＮＳＳ系統時的本地參考時間賦予相應的權值，加權平均后獲得單站的本地參考時間與ＵＴＣ時間之差，經過ＣＧＧＴＴＳ數據處理最終獲得本地單站共視數據。
【技術特征摘要】
【專利技術屬性】
技術研發人員：梁坤，張愛敏，高小珣，王偉波，寧大愚，
申請(專利權)人：中國計量科學研究院，
類型：發明
國別省市：11
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