GPS高精度时间传递接收机

1、GPS高精度时间传递接收机GTTR-712简介VER 1.0一 GPS高精度时间传递接收机GTTR-712技术架构GTTR-712组成结构见下图：GPS双频高精度测量模块REF10MHZREF1PPS输出实时卫星观测数据GPS卫星信号高精密时间间隔测量模块0.5ns TIE测量不确定度1PPS输入channel 31PPS输入channel 21PPS输入channel 1高稳晶振REF 5M/10M自适应广播星历实时精密单点时间测量软件BTRIT-T精密时间间隔测量软件工控机IGS精密星历事后精密单点时间测量软件ITRIP-TREF 10MHZIGS精密星历获取（17小时滞后）GPS高精度时

2、间传递接收机GTTR-712采用的技术是GPS双频载波相位法实现与GPS时基和IGS时基的高精度时间传递测量。通 过 双 频 电离层高精度 消 除技术消除掉 电离层误差后，使用GPS广播星历，实时精密单点定位TRIPT软件自动消除了对流层误差和接收机本身的残差,实时实现N路外接的1PPS输入信号与GPS时基间绝对时刻差的高精度测量，测量不确定度优于5ns（1）。通 过 双 频 电离层高精度 消 除技术消除掉 电离层误差后，使用IGS精密星历，后处理精密单点定位软件自动消除了对流层误差和接收机本身的残差,事后（滞后24小时）实现N路外接的1PPS输入信号与IGS时基间绝对时刻差的高精度测量，测量

3、不确定度优于1ns（1）。二 GTTR-712主要技术指标2.1与GPS时基间绝对时刻实时测量的误差1)单机全球范围内任意地点一台GTTR-712设备测量的输入1PPS信号与GPS时基间的绝对时刻差测量误差：单机1PPS与GPS时基间的绝对时刻测量误差固定时延±5.0ns（1），典型值为2ns（1）。2)多机间全球范围内任意地点多台GTTR-712设备测量的输入1PPS信号之间的绝对时刻差误差： 多机1PPS间的绝对时刻测量误差固定时延±8.0ns（1），典型值为4.0ns（1）。 2.2 与IGS时基间绝对时刻事后测量的误差1)单机全球范围内任意地点一台GTTR-712设

4、备测量的输入1PPS信号与IGS时基间的绝对时刻差测量误差：单机1PPS与IGS时基间的绝对时刻测量误差固定时延±1.0ns（1），典型值为0.5ns（1）。2)多机间全球范围内任意地点多台GTTR-712设备测量输入1PPS信号之间的绝对时刻差误差： 多机1PPS间的绝对时刻测量误差固定时延±1.5ns（1），典型值为0.7ns（1）。三 GTTR-712关键功能性能对比产品TTR-6TTR-12GTTR-712功能原理类型单星卫星共视多星卫星共视+电力层修正广域GPS双频载波相位定位基本特点距离有限,必须共视；随着距离的延长,双机间测量不确定度将加大距离有限,必须共视；

5、随着距离的延长,双机间测量不确定度将加大不受共视的视距限制,全球范围内一致的精度。无论是单机/多机的时间传递性能均是全球范围一致的精度。关键功能/性能实时秒脉冲测量不确定度单机与GPS时基间：20ns(1)；多机：不支持；单机与GPS时基间：10ns(1)多机:不支持单机与GPS时基间：5 ns(1), 典型值2.5ns多机间: 基线长度：2万公里8ns(1 ),典型值4ns，事后秒脉冲测量不确定度单机：无两机间基线为1000公里：5ns(典型值)，基线延长则误差迅速恶化单机：无两机间: 基线为1000公里：1ns(典型值) ,基线延长则误差迅速恶化单机与IGS时基间：1ns(1)，典型值0.

6、5ns多机间基线长度：2万公里1.5ns(1 ),典型值0.8ns,1PPS测量数量1路，不可扩展1路，不可扩展3路，可扩展至N路与任意IGS观测站的时钟对比不具备不具备具备四 基本机理1. 精密单点时间传递和定位技术定义精密单点时间传递和定位技术是在使用广播星历或卫星精确轨道和时钟修正数据的基础上，对卫星接收机的原始观测数据，进行非差分的载波相位数据处理，而实现全球范围任何时间任何地点一致的单台接收机高精度时间传递和定位测量的技术。2.精度分析的原理非差分精密单点时间传递和定位技术（简称PPP技术）是四维定位（精度、纬度、高度和时间），是四个未知量的同时结算测量，其测量不确定度具备全球范围的

7、一致性。从误差理论分析，非差分的四维定位算法，三维位置误差和时间传递误差是平权等价的。多大的三维位置误差，必然对应着相应的时间传递时间误差。现实技术条件下，PPP技术可实现全球范围内任何地点和任何时间定位精度达到厘米级别，则意味着使用PPP技术可提供全球范围内任何地点任何时间一致的时间传递不确定度可以达到亚纳秒级别。 3.算法的基本数学模型精度单点定位和时间传递算法的数学模型如下：接收机电离层无关的（inospheric-free）码和载波相位组合被用来近似计算组合的模糊值（combined aubiguity term）,它包含有L1和L2模糊值。产生了以下公式： 其中： 校正的电离层无关的

8、码测量 校正的电离层无关的相位测量 组合模糊项 随机噪声构成，包括多路径、噪音和轨道和时钟精确数据的残余误差 五GTTR-712性能测试从误差理论分析，非差分的四维定位算法，三维位置误差和时间传递误差是平权等价的。多大的三维位置误差，必然对应着相应的时间传递时间误差。因为直接时间传递测量的高难度和高成本，本节通过GTTR-712设备实际运算IGS观测站点原始观测数据的定位计算结果，来间接测试GTTR712设备的时间传递性能。1. 广播星历实时精密单点时间测量软件BTRIP-T使用广播星历实时精密单点时间测量软件BTRIP-T，对全球范围40个IGS观测站进行同时2天的定位精度分析，对亚洲范围内

9、5个站点同时进行2006年全年每天的定位精度分析，水平精度均小于0.8米CEP。故广播星历实时精密单点时间测量软件BTRIP-T全球范围和任意时刻的定位不确定度为0.8米CEP。对应定位误差和时间传递误差的一一对应关系，广播星历实时精密单点时间测量软件BTRIP-T全球范围内任意时刻一致的GPS时基绝对时刻传递误差为5ns（1 ）。举例：IGS昆明站2天的测量结果Bjfs（北京IGS观测站）-经Kunm（昆明IGS观测站）-经对应1E-6度的距离是0.11米，横轴是2天的时间。2. 精密星历事后精密单点时间测量软件ITRIP-T使用精密星历事后精密单点时间测量软件ITRIP-T，对全球范围40

10、个IGS观测站进行同时2天的定位精度分析，水平精度均小于0.1米CEP；对亚洲范围内5个站点进行2006年全年每天的定位精度分析，水平精度均小于0.1米CEP。精密星历事后精密单点时间测量软件全球范围任意时刻的定位不确定度为0.1米CEP；对应定位误差和时间传递误差的一一对应关系，精密星历事后精密单点时间测量软件全球范围内任意时刻一致的IGS时基绝对时刻传递误差为1ns（1 ）。 使用精密星历事后精密单点时间测量软件ITRIP-T，计算IGS网络USNO等观测站长期的本地时标性能（以IGS时基为参考），测量结果与IGS站点公布的USNO站点已知的时标性能（以IGS时基为参考）进行对比分析。实际测量结果表明：精密星历事后精密单点时间测量软件远距离高精度时间传递的长期测量不确定度小于0.5ns（1）。举例：USNO和KOKB站点的本地时标ITRIP-T测试结果与IGS已知结果对比六市场价值和用途分析时间频率的高稳定度和时间频率电波远距离传播高准确度的特性，是现代导航系统（GPSGLONASS/GIALLIO系统等）的核心技术基础,也是广域无源雷达网络的核心技术根基。GTTR-712产品在现代导航系统以及广域雷达系统等具有重要的战略价值。目前世界上生产高精度时间同步产品的厂家和产品很少,且产品中的核心技术是对我国严格限制的。GTTR-712产品打破了国外对我国的关键技