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北斗卫星导航系统崛起,授时功能将成热门

  • 分类:常见问题
  • 作者:司南导航GNSS
  • 来源:网络
  • 发布时间:2021-04-22 10:31
  • 访问量:

【概要描述】近些年来,北斗卫星导航系统的逐渐崛起使得北斗授时终端应时而生。毫无疑问,北斗授时终端相关产业和方向的研究也必将会成为一大热门。

北斗卫星导航系统崛起,授时功能将成热门

【概要描述】近些年来,北斗卫星导航系统的逐渐崛起使得北斗授时终端应时而生。毫无疑问,北斗授时终端相关产业和方向的研究也必将会成为一大热门。

  • 分类:常见问题
  • 作者:司南导航GNSS
  • 来源:网络
  • 发布时间:2021-04-22 10:31
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  司南导航:近些年来,北斗卫星导航系统的逐渐崛起使得北斗授时终端应时而生。毫无疑问,北斗授时终端相关产业和方向的研究也必将会成为一大热门。

北斗卫星导航系统

  一、北斗授时终端简介

  授时技术一般来说主要包括短波授时、长波授时、网络授时和卫星授时。其中卫星导航授时因为其具有精度高、覆盖范围广、全天时、全天候和设备成本低等诸多优点,越来越受到各类用户的青睐。

  利用所接收导航信号解算的高精度时间信息综合实现了NTP、B码、PTP和串口等的高精度授时服务的设备即为授时终端。

  电力、金融、电信是与国家安全和人民利益息息相关的重要领域,它们对时间系统的同步性往往都有着很高的要求。之前我国在这些领域使用的都是美国GPS授时技术,不但受制于人,还存在着极大的安全隐患。但是随着我国北斗卫星导航系统(BDS)和北斗授时技术的快速发展,北斗授时产品目前正在逐步替代着GPS授时产品。

  二、北斗授时原理

  北斗授时根据其授时方式的不同,大致可以分为单向授时和双向授时两种。

  1、单向授时

  单向授时是由授时终端接收卫星信号,解算出基本观测量信息和导航电文信息,进而获得钟差修正本地时间,使得本地时间与UTC同步。当然,单向授时细分之下也可分为RNSS单向授时与RDSS单向授时两种模式。鉴于文章篇幅原因,这里不再赘述。

  简单来说,单向授时是北斗授时终端可以自主实现的一种定时功能。

  2、双向授时

  相对于单向授时而言,双向授时具有较高的授时精度。

  首先,双向授时设备具备出站信号接收和应答发射入站信号的能力。它通过与地面中心站进行往返测量,由中心站获得授时终端与地面中心站的时间差值。这样它就可以避免授时终端天线位置误差、电离层/对流层改造残差等诸多不确定因素引起的单向授时偏差。

  授时终端发起授时申请,与地面中心站进行交互,向地面中心站发送定时申请,地面中心站计算其与授时终端的时间差,并通过出站信号播发给该授时终端,授时终端返回的正向传播时延信息T正向及出站电文获得的RDSS系统时间与UTC时间差值∆T(GNT-UTC),修正本地时间使其与UTC时间同步完成双向授时。∆TJST-UTC=T测量-T正向-T接收零值+∆TGNT-UTC(5)。

  其中,∆TJST-UTC为本地时间与UTC时间差值;T测量为RDSS地面中心站经卫星转发到授时终端的伪距时间,由授时终端测量获得;T正向为RDSS出站信号经卫星转发器至授时终端的传播时延;T接收零值为双向授时终端的接收零值;∆TGNT-UTC为卫星导航系统时间与UTC时间差值。

  三、北斗授时终端在时频同步方面的现状

  1、频率同步方面

  我国频率同步网采用的是混合同步方式,也就是说它是由多个基准时钟控制的网络。各基准时钟之间以准同步运行,每个基准时钟控制的同步网内同步方法采用等级主从同步。

  从20 世纪90 年代中期起,我国就已经开始着手建设频率同步网。在我国的频率同步网中,所有的一级基准时钟设备、部分二级/三级/微型同步节点时钟设备上均使用了卫星授时接收机。这些卫星授时接收机的总数接近两千。但是绝大部分都为GPS接收机,仅仅有几十个为北斗授时接收机。

  2、时间同步方面

  早在2004 年,我国各电信运营商已建设起了独立的普通精度时间同步网。它基本覆盖了骨干网络及部分发达地区,并提供ms级的时间同步服务。但是随着时间同步技术的快速发展,通信网计费、网络管理系统、七号信令网、网间结算、IP 网络新业务、物联网等均对时间同步提出了更高的要求。尤其是3G/4G网络,更是提出了μs级的高精度时间同步需求。因此,更高精度的时间同步网被着手建设。

  目前为止,我国的高精度时间同步网的网络规模已覆盖到31 个省会城市及300 多个地级城市。这些城市的主备两台高精度时间同步设备均配置的是北斗/GPS双模卫星授时接收机。

  总体来看,经过多年的发展,北斗授时终端推广应用已经具备了基本的技术条件。然而,北斗系统终究属于后来者,存在着劣势。一方面它将会面临以GPS 为主的原有卫星导航系统的激烈竞争,另一方面其自身的产业链完善和成熟依然需要漫长的过程。因此,目前北斗授时终端的应用规模仍然比较小,其市场应用仍需要大力地培育和推广。

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