1、 方案概述

納秒級時(shí)頻同步是目前工程應用中最高的指標，我公司針對此種需求，對國際間時(shí)頻實(shí)驗室進(jìn)行時(shí)頻傳遞的共視技術(shù)，進(jìn)行了工程化的改進(jìn)，使其適應于工程化應用，目前長(cháng)基線(xiàn)（3000km以?xún)龋┑耐骄瓤梢赃_到5ns(RMS)，滿(mǎn)足各類(lèi)高精度長(cháng)基線(xiàn)工程應用場(chǎng)景。

用多臺GPS/北斗共視設備可以組成一個(gè)GPS/北斗共視系統，該系統由一個(gè)中心站和若干分站組成。各分站的GPS/北斗共視設備為各站點(diǎn)提供同步精度小于5ns的標準秒信號和高精度的時(shí)間頻率信號。

2、 方案原理

所謂“共視”就是兩個(gè)不同位置的觀(guān)測者，在同一時(shí)刻觀(guān)測同一顆GPS衛星。其含義是在一顆GPS衛星的視角內，地球上任何兩個(gè)地點(diǎn)的鐘可以利用同時(shí)收到的同一顆衛星的時(shí)間信號進(jìn)行時(shí)間比對。

假設GPS接收機分別置于兩個(gè)已知位置A和B，在同一時(shí)刻觀(guān)測同一顆衛星i。于是有：

Δt_iA=(t_i-t_A)=鐘A和衛星i的鐘差           ——式(1)

Δt_iB=(t_i-t_B)=鐘B和衛星i的鐘差           ——式(2)

兩式做差可得A、B兩站的鐘差：

Δt_iA-Δt_iB=(t_i-t_A)-(t_i-t_B)=t_B-t_A=t_AB       ——式(3)

在實(shí)際的GPS共視對比中，參與共視的兩站應使用相同的方法處理數據，同時(shí)，接收時(shí)延也需要精確測量。GPS共視原理如下圖所示：

圖3-1 GPS共視原理示意圖

根據圖3-1，對GPS共視做進(jìn)一步的分析。設Ａ地點(diǎn)的鐘時(shí)間為t_A，Ｂ地點(diǎn)的鐘時(shí)間為t_B，GPS時(shí)間為t_GPS，d_A和d_B為路徑延遲。Ａ、Ｂ兩地時(shí)差測量原理如下：

兩地的GPS共視接收機在同一時(shí)刻接收同一顆GPS衛星信號，接收機輸出代表GPS時(shí)間的秒脈沖，送至高精度的時(shí)間間隔測量模塊，與本地鐘輸出的秒脈沖比對，從而得到A、B兩地的計數器值，分別表示為式(4)和式(5)：

Δt_AGPS=t_A-(t_GPS+d_A)                ——式(4)

Δt_BGPS=t_B-(t_GPS+d_B)                ——式(5)

A、B兩地的數據通過(guò)通訊網(wǎng)傳到對方的計算機中，d_A和d_B可以通過(guò)衛星星歷計算得到，然后兩個(gè)差值相減可得兩地之間的時(shí)間差，如式(6)所示。

Δt_AGPS-Δt_BGPS  = (t_A-t_GPS-d_A)-(t_B-t_GPS-d_B)

= (t_A-t_B)-(d_A-d_B)           ——式(6)

    可見(jiàn)，共視可去掉GPS星鐘的影響，消除大部分的路徑附加時(shí)

延影響。