北斗授时的方法
GPS的星座由24颗卫星组成,不同的卫星分配不同的伪随机码进行区别,卫星上一般都配有3-4台的原子钟以进行时间保持,同时地面上的主控站还会将修正数据(包括卫星轨道,时间修正等)不定期发给卫星,以使24颗卫星之间保持时间同步。由于GPS的星座经过精心设计,所以地球上绝大多数地方都可以同时看到少4颗卫星。同时用户接收机有4个未知数(经度,纬度,高度,本地时间),通过解一个四元二次方程组即可求出接收机的坐标和时间,这样就完成了一次定位和授时。
北斗卫星系统共有三种授时方法:RDSS单向授时、RDSS双向授时、RNSS授时。
RDSS单向授时,终端不直接和地面中心站进行交互,仅需接收卫星广播的信号,但需要预先知道终端的精密坐标。计算出信号从卫星到终端的传输时延,经修正后得出本地的时间。单向授时适合静止用户,精度可达100ns,属被动式授时,不占用系统容量,保密性较差。
RDSS双向授时,所有信息交互都经过中心控制站。时标信号从中心控制站发出,经过卫星发送到用户终端,终端再将时标信号原路送回,中心控制站接收到返回的时标信号后即可得到往返总时延,进而计算出单向传播时延后发送给用户终端,终端根据时标信号和单向传播时延修正本地时钟,实现与中心控制系统的时间同步。双向授时适合低动态用户,精度可达20ns,属主动式授时,占用系统容量,受到一定限制,保密性较差。
RNSS授时,和GPS授时原理一样,用户终端接收卫星广播的RNSS导航信号,即可获得北斗系统时间,将本地时间与系统时间进行比较得到本地时钟与系统时间的偏差。如果用户终端的坐标已知,只需要接收一颗卫星的信号即可进行授时,如果用户终端坐标未知,RNSS需要接收到四颗或以上卫星,即可解算出位置和钟差,实现定位和授时的同步进行。RNSS授时适合高动态用户,属于被动式授时,但一般需要进行终端定位,保密性高。