北斗授时

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1.北斗授时工作机理

在现代卫星导航系统中,为了保证系统中各个钟的精确同步,需要一个准确、稳定和可靠的时间参考,这通常是以系统中的部分钟或全部的钟为基础。利用统计平均的方法建立一个系统时间来实现。星上通常以原子钟为参考钟。

系统时间与UTC之间协调方法,需要考虑国际标准时间到系统时间传递的各个环节,是提高授时准确度中的最重要一环。

系统钟的同步方法,主要涉及到系统中各个钟的精确数据的收集方法和控制方法,要研究相对论效应对星载钟同步的影响,比对测量和钟驾驭方法的研究是时钟同步的基础。

系统授时方法,包括卫星电文中的与时间有关的信息的制定与产生,用户终端定时技术涉及到接收、比对及控制技术等。

对用户来说,北斗的授时精度主要由授时模块来提供,通常20ns,由秒脉冲同步来保证。

2.为何要时间同步

对于一个进入信息社会的现代化大国,导航定位和授时系统是最重要、而且也是最关键的国家基础设施之一。现代武器实(试)验、战争需要它保障,智能化交通运输系统的建立和数字化地球的实现需要它支持。现代通信网和电力网建设也越来越增强了对精度时间和频率的依赖。为了提高民用定位定时的性能和可靠性、安全

性,利用这些卫星系统建立广域增强系统(Waas)美国、日本、欧洲和俄罗斯也在计划或研制之中。

这些系统导航定位的基本概念都是以精度时间测量为基础的。正如有人所指出的那样,我们人类生活在余割四维的世界(x、y、z、t)其中一维就是时间,而另外三维的精度确定,就今天而言,没有精确的定时也是难以实现的。

单从授时出发,不难理解系统发播时间的精确控制是不可缺少的。而对于导航定位,系统内部钟(星载钟和地面监测和控制台站的钟)的同步就极为关键。没有原子钟的支持,没有钟同步和保持技术的支持,实现星基导航和定位是不可能的。在完成精确时间的传递过程,需要对传播时延作精确修正,而这又需要知道用户的精确地理位置。

从以上分析可以看出,无论在系统概念、技术、装备或管理上,与其他通讯和卫星系统相比,导航定位卫星系统与高精度卫星授时系统有很好的兼容性和互补性,二者是相辅相成的。从资源共享和合理利用出发,先进的卫星系统应该成为一个导航授时一体化的高精度星基四维(x、y、z、t)信息源, GPS、北斗、Glonass和正在研制中的Galileo,无不把其授时功能提到仅次于导航定位的重要地位。以便满足个行各业对精度时间和频率日益增长的需求。

一般的电子设备晶振的精度为6~12ppm,亦即每秒有约9微秒(平均)的误差,1小时累积约32毫秒误差,1天累积约0.8秒误差,一个月累积约23秒误差,1年累积约280秒误差。可见日常工

作和生活都离不开时间校正工作,只要有了北斗时间同步设备,就不用再耽心时间精度问题了。

3.如何确保时间精准

北斗卫星授时模块的时间精度通常与秒脉冲信号相关,不利于电子设备的时间同步(秒脉冲可靠传输是一大难题)。本公司的产品,最大技术特点在于消除秒脉冲的传输,自适应补偿时间延迟,从而将时间精度控制在ns(纳秒)、us(微秒)、ms(毫秒)级,为中国标准时间的普及应用提供强大的技术支持。

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