GPS载波相位时间频率传递研究

GPS载波相位时间频率传递研究
论文的主要目标是研究基于Ashtech Z12T的GPS载波相位时间频率传递(以下简称GPSCPTT)。

论文通过研究GPSCPTT基本原理、Ashtech接收机的校准及其他误差改正、周跳检测与修复、整周模糊度解算方法等关键技术,初步实现了UTC(k)-UTC(j)之间的GPSCPTT,开发了GPSCPTT时间传递计算软件。

论文主要内容包括:研究了GPSCPTT的基本原理;利用Matlab Simulink仿真了GPS接收机中载波相位测量的方法和原理,利用实测数据实现了载波相位测量。

为了提高GPSCPTT的精度,对对流层等几种误差改正提出新的方法。

主要包括:IGS观测数据应用于对流层改正;双频P码和双频载波测量电离层实测改正的精度比较,认为在τ< 5 ~ 6d时,双频载波实测改正精度更高;固体潮对天线坐标的影响改正;IGS精密星历和钟产品数据在GPSCPTT中的应用;Ashtech Z12T 接收机的校准。

研究了多项式拟合和双频电离层残差组合法的周跳解算方法在GPSCPTT中的应用,该方法能够检测到0.5周的周跳;同时讨论了一种基于小波变换的周跳检测与修复方法。

对经典的LAMBDA(the Least-Squares Ambiguity Decorrelation Adjustment)方法方作了改进,经典的LAMBDA方法能同时解算接收机坐标和整周模糊度,改进后的方法只解算整周模糊度,因此提高了解算的速度;另外研究了利用双频P码伪距约束条件来解算GPSCPTT中的整周模糊度。

分别利用数据交迭方法和连续滤波方法消除了GPS时间传递中的不连续现象。

NTSC-NICT之间的GPSCPTT实验表明,比对结果在取τ< 5d时,其TDEV和MDEV较GPSCV和GPS P3都有明显的提高。

开发了GPSCPTT数据处理软件,利用该软件对NTSC、USNO、PTB等实验室的
观测数据进行了处理,结果和参考文献中的处理结果接近,证实了该软件设计正确。

和IGS的处理结果相比,GPSCPTT时间稳定度优于0.1ns/d。

最后,研究了GPSCP平滑码伪距测量,平滑方法缩短了码测量的数据采样率,提高了时间传递的短期稳定度。