一种利用全球定位系统进行纳秒级精确时间同步的方法

摘要

本发明公开了一种利用全球定位系统进行纳秒级精确时间同步的方法，涉及卫星定位技术，通过两台全球定位系统(GPS)接收机实时接收的原始数据(伪距和载波相位)差分进行处理得到这些接收机之间的相对时间同步的误差值，然后利用这个时间同步误差值对各台接收机发出的一秒一个脉冲(1PPS)信号的相对时间进行修正，最终使得两台GPS接收机发出的1PPS时间经过修正后，同步误差在1～2纳秒。本发明巧妙地应用了相对定位得到的精确接收机时间相对误差、1PPS信号时间和GPS接收机内部时间的内在关系，实现了利用GPS接收机的1PPS信号进行纳秒级相对时间同步，大大方便了时差定位、纳秒级精确授时的工作。

主权项

一种利用全球定位系统进行纳秒级精确时间同步的方法，两台接收机同时观测到至少四颗GPS卫星，并接收每颗卫星到天线的原始测量数据;其特征在于，包括:步骤1:每台接收机利用测量的至少四颗卫星到接收机的伪距值进行单点定位，分别得到每台接收机的钟差;接收机并根据钟差修正后得到的时间发出一秒一个脉冲信号;步骤2:利用两台接收机同时观测的伪距和载波相位测量值进行接收机之间的相对定位处理，并计算得到两台接收机之间相对钟差;步骤3:根据步骤1和步骤2分别得到的接收机各自钟差及解算的两台接收机之间的相对钟差，得到两台接收机的1PPS之间的时间同步差值，精度为1～2纳秒;步骤4:然后利用步骤3所得的时间同步差值，对各台接收机发出的一秒一个脉冲信号的相对时间进行修正，最终使得两台GPS接收机发出经过时间修正的1PPS信号，精度和1PPS的时间同步差值相同，也为1～2纳秒;其中，所述步骤3中，具体方法如下:(1)设第一接收机的1PPS时刻为Tpps1，第一接收机自身单点定位的计算钟差为dT1;同时，设第二接收机的1PPS时刻为Tpps2，第二接收机自身单点定位的计算钟差为dT2;(2)利用两台接收机采集的至少四颗卫星的伪距和相位进行相对定位解算，以得到两台接收机采集的伪距和相位进行相对定位解算的接收机相对钟差rdT;(3)利用下面的公式计算出两个1PPS信号之间的时间同步差值:Tpps2‑Tpps1＝rdT‑dT2+dT1式中:Tpps1表示第一接收机的1PPS时刻，rdT根据两台接收机采集的伪距和相位进行相对定位解算的接收机相对钟差，dT1表示第一接收机自身单点定位的计算钟差，Tpps2为第二接收机的1PPS时刻，dT2为第二接收机自身单点定位的计算钟差。