时频子系统远程时间同步技术研究

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随着科技的不断发展,高精度远程时间同步技术在科研、电力、通信、测绘、国防、卫星导航和深空探测等领域有着越来越广泛的应用,成为许多工程中需要解决的基本问题。在“XXX时频子系统建立”项目中,要求时频子系统与时频中心时间系统之间进行高精度的远程时间同步,而远程时间比对方式是影响高精度远程时间同步性能的重要因素。全球卫星导航系统共视时间比对技术(GNSS CV)是时间比对中所采用的最广泛的远程时间比对技术之一。基于该项目对高精度远程时间同步的需求,本文从提高GNSS CV的实时性,连续性,比对精度和自动化等方面出发,在研究GNSS CV时间比对方法的基础上,提出了一种GNSS CV实时自动比对系统设计方案,实现共视数据的实时自动采集和传输,钟差数据比对处理,数据去噪和预测处理,数据分析。该系统具有实时性,连续性,比对精度高,自动化和可扩展性等特点。其不仅满足了高精度远程时间同步的应用需求,还为原子钟性能分析和时间保持,共视时间传递接收机校准测试等提供了一种有效的解决方案。论文的主要内容包括:(1)分析了GNSS CV远程时间比对的基本特点,针对时频子系统远程时间同步的需求,研究了基于Internet的共视数据实时交换处理方法,实现了实时自动的共视数据的采集和传输,满足了高精度远程时间同步对GNSS CV的实时性要求。(2)研究了卡尔曼(Kalman)共视数据去噪处理算法和RLS自适应时差数据预测算法,提高了远程时间比对精度和时差预报精度。(3)结合时频子系统远程时间同步的需求,设计了基于Internet和GNSS CV的远程时间同步系统,完成了GNSS CV实时自动比对软件系统设计,采用VC++开发了相关软件,包括共视数据采集软件,数据实时传输软件,数据比对处理分析软件和数据图形化显示控制软件。(4)搭建了GNSS CV实时自动比对系统硬件平台,完成整个系统的连接、安装和调试工作。开展了系统功能测试和性能测试。测试结果表明:系统可以稳定地进行实时连续自动的GNSS CV时间比对;Kalman滤波能够满足共视比对数据的去噪处理要求;RLS自适应预测收敛速度快,能够有效跟踪时差变化,预测原子钟时间频率特性的波动趋势。
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