GPS載波相位時(shí)間傳遞軟件的實(shí)現(xiàn)

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1、2013年10月第33卷第5期宇航計(jì)測(cè)技術(shù)JournalofAstronauticMetrologyandMeasurementOct．，2013V01．33，No．5文章編號(hào)：1000—7202(2013)05—0043—05中圖分類號(hào)：P228．4GPS載波相位時(shí)間傳遞軟件的實(shí)現(xiàn)文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A袁媛1仲崇霞1’2張升康1’2(1．北京無線電計(jì)量測(cè)試研究所，北京100039；2．計(jì)量與校準(zhǔn)技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京100039)摘要研究了基于精密單點(diǎn)定位原理的GPS載波相位時(shí)間傳遞方法的數(shù)學(xué)模型和數(shù)據(jù)處理方法，設(shè)計(jì)了相應(yīng)的程序流程，并基于Visu

2、alc++和Fortran混合編程的方式編寫了相應(yīng)的計(jì)算程序GPSCPTrV1．0。采用實(shí)際觀測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，結(jié)果表明，軟件可以實(shí)現(xiàn)高精度的時(shí)間傳遞。關(guān)鍵詞GPS載波相位+精密單點(diǎn)定位時(shí)間傳遞0寸1盲7頻率RealizationofGPSCarrierPhaseTimeTransferSoftwareYUANYuanlZHONGChong．xial一ZHANGSheng．kan91’2(1．BeijingInstituteofRadioMetrologyandMeasurement，Beijing100039；2．ScienceandT

3、echnologyONMetrologyandCalibrationLaboratory，Beijing100039)AbstractThemathematicalmodelandthedataprocessingalgorithmofGPScarrierphasetimetransferbasedonPrecisePointPositioning(PPP)arediscussedinthepaper．TheprogramflowGPScar-tierphasetimetransferisdesigned．Theapplicationsof

4、twareisdevelopedusingVisualC++andFOR-TRAN，whichisnamedasGPSCPTI"V1．0．Largeamountofrawobservationsareusedtovalidatethesoftware，whichshowsthatitcouldgetaquitegoodperformanceintimetransfer．KeywordsGPScarrierphase+PrecisepointpositioningTimetransferTimeandfrequency1引言GPS載波相位時(shí)間

5、傳遞(GPSCPTY)是利用IGS精密軌道和精密鐘差數(shù)據(jù)，對(duì)單臺(tái)接收機(jī)所采集的測(cè)碼偽距和載波相位觀測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行解算，將IGST時(shí)間尺度下的接收機(jī)鐘差進(jìn)行兩地比對(duì)以實(shí)現(xiàn)納秒至亞納秒級(jí)精度的時(shí)間傳遞。與GPS共視法相比，GPS載波相位法時(shí)間傳遞觀測(cè)靈活，不需要同步觀測(cè)就可以實(shí)現(xiàn)任意時(shí)間和地點(diǎn)的時(shí)間傳遞；與GPS全視法相比，GPS載波相位法能充分利用載波相位觀測(cè)精度高的特點(diǎn)，使時(shí)間傳遞精度有較大的提高；與其它遠(yuǎn)程時(shí)間比對(duì)方法相比，GPS載波相位法使用成本低，時(shí)間傳遞精度很高?；谝陨蟽?yōu)點(diǎn)，GP．SCPTr成為近年來發(fā)展較快的一種技術(shù)，國內(nèi)外許多學(xué)者

6、對(duì)此展開了諸多研究，并取得了一定的研究成果¨．2J。本文在理解GPSCPTF原理和掌握其數(shù)據(jù)處理關(guān)鍵技術(shù)的基礎(chǔ)上，自主研制了GPS載波相位時(shí)間傳遞軟件GPSCPTFV1．0，并分析了其時(shí)間傳遞的精度。2GPS載波相位時(shí)間傳遞數(shù)學(xué)原理2．1數(shù)學(xué)模型GPS載波相位數(shù)學(xué)模型，又稱觀測(cè)模型，它描述宇航計(jì)測(cè)技術(shù)2013年了GPS觀測(cè)數(shù)據(jù)和位置參數(shù)的數(shù)學(xué)關(guān)系。常用的觀測(cè)模型有傳統(tǒng)的無電離層組合模型，UofC模型和非組合模型‘3J。利用IGS發(fā)布的精密衛(wèi)星軌道和精密衛(wèi)星鐘差數(shù)據(jù)消除衛(wèi)星的軌道誤差和衛(wèi)星鐘差，并采用無電離層雙頻組合觀測(cè)值消除電離層影響后，G

7、PS載波相位觀測(cè)方程可表示為fp2P+c。dt+d。r0P+sp(1)f妒=P+c。出+Ⅳ+d。唧+占妒式中：z?！狿。和P：的無電離層偽距組合觀測(cè)值；f?！辍：汀辏旱臒o電離層相位組合觀測(cè)值(距離)；出——GPS接收機(jī)鐘差；C——真空中的光速；Ⅳ——無電離層組合相位觀測(cè)值的模糊度；占。，占。——分別為兩種組合觀測(cè)值的觀測(cè)噪聲、多路經(jīng)等未模型化的誤差影響；P——信號(hào)發(fā)射時(shí)刻的衛(wèi)星位置到信號(hào)接收時(shí)刻的接收機(jī)位置之間的幾何距離；d?！獙?duì)流層延遲改正。GPS載波相位時(shí)間傳遞的原理示意圖如圖1所示，兩比對(duì)站A，B分別擁有一套GPs載波相位時(shí)間

8、傳遞硬件，A，B兩站的主鐘分別作為GPS雙頻接收機(jī)的參考外頻標(biāo)，接收機(jī)內(nèi)部晶振與外頻標(biāo)同步，即接收機(jī)的參考時(shí)間為外頻標(biāo)的時(shí)間。A，B兩站的接收機(jī)分別接收衛(wèi)星發(fā)射的信號(hào)，經(jīng)轉(zhuǎn)換生成