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北斗三号系统时频体系设计与实现

卢鋆 武建峰 袁海波 申建华 孟轶男 宿晨庚 陈颖

卢鋆, 武建峰, 袁海波, 申建华, 孟轶男, 宿晨庚, 陈颖. 北斗三号系统时频体系设计与实现[J]. 武汉大学学报 ● 信息科学版. doi: 10.13203/j.whugis20200529
引用本文: 卢鋆, 武建峰, 袁海波, 申建华, 孟轶男, 宿晨庚, 陈颖. 北斗三号系统时频体系设计与实现[J]. 武汉大学学报 ● 信息科学版. doi: 10.13203/j.whugis20200529
Lu Jun, Wu Jianfeng, Yuan Haibo, Shen Jianhua, Meng Yinan, Su Chengeng, Chen Ying. Design and implementation of time and frequency architecture for BeiDou-3 system[J]. Geomatics and Information Science of Wuhan University. doi: 10.13203/j.whugis20200529
Citation: Lu Jun, Wu Jianfeng, Yuan Haibo, Shen Jianhua, Meng Yinan, Su Chengeng, Chen Ying. Design and implementation of time and frequency architecture for BeiDou-3 system[J]. Geomatics and Information Science of Wuhan University. doi: 10.13203/j.whugis20200529

北斗三号系统时频体系设计与实现

doi: 10.13203/j.whugis20200529
基金项目: 

国家自然科学基金(42074044)

中国科协青年人才托举工程(2019QNRC001)。

详细信息
    作者简介:

    卢鋆,博士, 研究员,主要从事卫星导航技术工作。 lujun@beidou.gov.cn

  • 中图分类号: P228

Design and implementation of time and frequency architecture for BeiDou-3 system

Funds: 

The National Natural Science Foundation of China(42074044)

the Young Elite Scientist Sponsorship Program By CAST (2019QNRC001).

  • 摘要: 北斗卫星导航系统作为复杂巨系统,需要科学完整高效的时频体系总体设计与工程实现。北斗三号系统的时频体系设计,首先通过基于星间链路实现星载钟之间的比对与时间同步,基于星地时间比对链路实现主控站与卫星间的星地时间比对与精密同步,基于卫星双向、地面有线双向时间比对链路实现主控站各分系统之间的比对与精密同步等方法实现北斗系统内部的时间同步,同时基于组合钟组和综合原子时等方法生成北斗系统时间(BeiDou system time,BDT),从而实现北斗系统内的时间建立、保持与同步。然后,通过直接或间接的溯源比对,以及时差监测,实现BDT与其它导航系统时间基准的统一。北斗三号卫星信号的长期监测数据表明,BDT天稳定度达到4.6×10-15,星载钟本地时间准确度达到1.25×10-11,星载钟万秒稳定度达到1.65×10-14,同时BDT相对于其他卫星导航系统的时差保持在50ns以内。经系统运行检验与监测评估,证明北斗三号系统时频体系功能完备、组织架构科学、体系指标先进,能够全面支撑北斗三号的全球服务能力。
  • [1] Hang Y, Wang H, Zhang S. Remote time and frequency transfer experiment based on BeiDou Common View[C]//European Frequency and Time Forum (EFTF), 2016.
    [2] Liang K, Zhang A, Pei C, Zuo F. Preliminary Implementation of Time and Frequency Transfer by BDS[C]. Joint UFFC, EFTF and PFM Symposium, 2013.
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    [4] Yuan H,Guang W, Yang F. Time service through BD GEO satellites[C]. Joint European Frequency and Time Forum & International Frequency Control Symposium (EFTF/IFC), 2013.
    [5] 郭树人,蔡洪亮,孟轶男, 等.北斗三号导航定位技术体制与服务性能[J].测绘学 报,2019,48(7):810-821)

    Guo S, Cai H, Meng Y, et al. BDS-3 RNSS technical characteristics and service performance (in Chinese). Acta Geodaetica Et Cartographica Sinica,2019,48(7):810-821
  • [1] 白燕, 卢晓春, 高天.  基于单点伪距归算的星间链路时间同步改进算法 . 武汉大学学报 ● 信息科学版, doi: 10.13203/j.whugis20190256
    [2] 唐桂芬, 杨伟锋, 苏冉冉, 夏爱民.  基于星地/星间联合观测的时间比对方法 . 武汉大学学报 ● 信息科学版, doi: 10.13203/j.whugis20140266
    [3] 陈瑞琼, 刘娅, 李孝辉.  一种高精度的国家标准时间远程复现方法 . 武汉大学学报 ● 信息科学版, doi: 10.13203/j.whugis20160033
    [4] 孔祥雪, 申文斌, 张胜军.  利用卫星双向时间频率传递确定重力位差和高程差 . 武汉大学学报 ● 信息科学版, doi: 10.13203/j.whugis20140296
    [5] 张倩倩, 韩松辉, 杜兰, 归庆明.  星地时间同步钟差异常处理的Bayesian方法 . 武汉大学学报 ● 信息科学版, doi: 10.13203/j.whugis20140666
    [6] 张清华, 隋立芬, 贾小林, 田亮, 朱永兴.  利用高精度PPS测量进行GPS-GLONASS时差监测 . 武汉大学学报 ● 信息科学版,
    [7] 郑坤, 董绪荣, 杨洋, 李晓宇.  一种基于GEO星间链路的导航系统时间同步新体制 . 武汉大学学报 ● 信息科学版,
    [8] 裴媛媛, 廖明生, 王寒梅.  时间序列SAR影像监测堤坝形变研究 . 武汉大学学报 ● 信息科学版,
    [9] 时间序列SAR影像监测堤坝形变研究 . 武汉大学学报 ● 信息科学版,
    [10] 李瑞锋, 王元明.  星地双向时间同步技术在COMPASS中的应用 . 武汉大学学报 ● 信息科学版,
    [11] 黄飞江, 卢晓春, 吴海涛, 边玉敬.  基于星间距离变化的动态双向时间同步算法 . 武汉大学学报 ● 信息科学版,
    [12] 朱智勤, 吴玉宏, 羊远新.  GPS/INS组合系统中时间同步的模块化实现 . 武汉大学学报 ● 信息科学版,
    [13] 宋小勇, 贾小林, 毛悦.  基于星间测距的两步滤波时间同步方法 . 武汉大学学报 ● 信息科学版,
    [14] 肖云, 王兴涛, 焦文海.  星地双向伪距模型的建立与仿真实验 . 武汉大学学报 ● 信息科学版,
    [15] 章红平, 杨蜀江.  接收机五参数定位算法研究 . 武汉大学学报 ● 信息科学版,
    [16] 徐卫明, 殷晓冬, 王春瑞.  利用海面传感器网络的协同定位技术 . 武汉大学学报 ● 信息科学版,
    [17] 杨涛, 王玮, 朱智勤.  GPS/SINS组合系统时间同步误差的分析与验证 . 武汉大学学报 ● 信息科学版,
    [18] 郭海荣, 杨生, 杨元喜, 何海波.  基于卫星双向时间频率传递进行钟差预报的方法研究 . 武汉大学学报 ● 信息科学版,
    [19] 刘经南, 魏二虎.  我国发射射电卫星的作用及关键技术研究 . 武汉大学学报 ● 信息科学版,
    [20] 杜道生, 舒红.  基于同步数据项组和碎分拓扑弧段时间标记的时态地理数据模型 . 武汉大学学报 ● 信息科学版,
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出版历程
  • 收稿日期:  2021-12-09
  • 修回日期:  2022-03-22
  • 网络出版日期:  2022-03-25

北斗三号系统时频体系设计与实现

doi: 10.13203/j.whugis20200529
    基金项目:

    国家自然科学基金(42074044)

    中国科协青年人才托举工程(2019QNRC001)。

    作者简介:

    卢鋆,博士, 研究员,主要从事卫星导航技术工作。 lujun@beidou.gov.cn

  • 中图分类号: P228

摘要: 北斗卫星导航系统作为复杂巨系统,需要科学完整高效的时频体系总体设计与工程实现。北斗三号系统的时频体系设计,首先通过基于星间链路实现星载钟之间的比对与时间同步,基于星地时间比对链路实现主控站与卫星间的星地时间比对与精密同步,基于卫星双向、地面有线双向时间比对链路实现主控站各分系统之间的比对与精密同步等方法实现北斗系统内部的时间同步,同时基于组合钟组和综合原子时等方法生成北斗系统时间(BeiDou system time,BDT),从而实现北斗系统内的时间建立、保持与同步。然后,通过直接或间接的溯源比对,以及时差监测,实现BDT与其它导航系统时间基准的统一。北斗三号卫星信号的长期监测数据表明,BDT天稳定度达到4.6×10-15,星载钟本地时间准确度达到1.25×10-11,星载钟万秒稳定度达到1.65×10-14,同时BDT相对于其他卫星导航系统的时差保持在50ns以内。经系统运行检验与监测评估,证明北斗三号系统时频体系功能完备、组织架构科学、体系指标先进,能够全面支撑北斗三号的全球服务能力。

English Abstract

卢鋆, 武建峰, 袁海波, 申建华, 孟轶男, 宿晨庚, 陈颖. 北斗三号系统时频体系设计与实现[J]. 武汉大学学报 ● 信息科学版. doi: 10.13203/j.whugis20200529
引用本文: 卢鋆, 武建峰, 袁海波, 申建华, 孟轶男, 宿晨庚, 陈颖. 北斗三号系统时频体系设计与实现[J]. 武汉大学学报 ● 信息科学版. doi: 10.13203/j.whugis20200529
Lu Jun, Wu Jianfeng, Yuan Haibo, Shen Jianhua, Meng Yinan, Su Chengeng, Chen Ying. Design and implementation of time and frequency architecture for BeiDou-3 system[J]. Geomatics and Information Science of Wuhan University. doi: 10.13203/j.whugis20200529
Citation: Lu Jun, Wu Jianfeng, Yuan Haibo, Shen Jianhua, Meng Yinan, Su Chengeng, Chen Ying. Design and implementation of time and frequency architecture for BeiDou-3 system[J]. Geomatics and Information Science of Wuhan University. doi: 10.13203/j.whugis20200529
参考文献 (5)

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