一種利用導航衛星進行授時的方法及裝置的製作方法
2023-05-29 20:23:41 3
專利名稱：一種利用導航衛星進行授時的方法及裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種以衛星導航系統作為時間源進行授時的方法及裝置。
背景技術：
現有的基於導航衛星進行授時的方法都是通過計算衛星與接收機之間的距離進 而折算導航信號傳輸時延進行時間同步。因此必須通過預先輸入或者定位解算來確定接收 機位置；當不能預先獲得接收機位置並且衛星信號條件不滿足定位解算要求(定位解算需 要4顆以上衛星)時，則無法授時；當衛星信號條件滿足定位解算要求時，可以通過定位解 算來進行授時，但由於定位解算需要一定的時間，因此授時所需要的時間相對很長。因此，當不關注位置信息且對授時精度要求不是特別高，但對授時所需時間要求 比較嚴格時，現有的授時方法不能滿足要求。例如，電力授時、船用北鬥1授時應用、等等， 這些都屬於非高精度授時應用場合，不關注位置，不需要很高的時間精度，但為降低功耗對 獲得時間同步所需時間有嚴格的要求，現有的授時方法很難滿足其對授時時間以及低功耗 的要求。
發明內容
本發明的目的是提供一種能夠使用單顆導航衛星進行快速授時的方法及裝置。本發明是這樣實現的一種利用導航衛星進行授時的方法，所述方法包括，捕獲和 跟蹤一顆導航衛星；獲取所述導航衛星的導航電文的發送時間Tl ；同步本地時間T2 ；獲取 所述導航衛星的導航系統運行時間T3 ；獲取世界標準時間修正參數UTCp ；輸出授時時刻T4 的時間標誌以及T4所對應的UTC時間信息。更進一步，所述導航衛星為GPS衛星、北鬥一代導航衛星、北鬥二代導航衛星、 GL0NASS衛星、或者GALILEO衛星。更進一步，在GPS、COMPASS、GALILEO 系統中 Tl=TOW ；在 GL0NASS 系統中 Tl= T0D。更進一步，所述T2=T1+Tc，其中，Tc是依據衛星軌道的高度到地面距離來估計的 電文傳播時間。更進一步，所述Tc=(到地最大傳輸時間+到地最短傳輸時間)/ 2。更進一步，在GPS、C0MPASS、GALILE0 系統中 T3 = WN X 604800 秒；在 GL0NASS 系 統中 T3 = DN X 86400 秒。本發明還提供一種利用導航衛星進行授時的授時裝置，所述裝置包括上面所述的 授時方法。更進一步，所述裝置為雙模/多模導航衛星授時裝置或者雙模/多模混合導航衛 星授時裝置。採用本發明的技術方案後，解決了不能預先獲得接收機位置，並且衛星信號條件 不滿足定位解算要求時，不能授時以及通過定位解算進行授時所需時間長的問題，有利於 降低系統應用的功耗，且為不關注位置信息以及授時精度的非高精度時間同步系統提供了有效的解決辦法。本發明適用於多種衛星導航系統，如GPS、北鬥一代導航衛星、北鬥二代 導航衛星、GLONASS、GALILEO等衛星導航系統。此外，本發明還適合雙模/多模衛星導航系 統以及雙模/多模混合衛星導航系統。
圖1是本發明的基本處理流程；
圖2為導航信號最長和最短傳輸路徑示意圖。
具體實施例方式為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對 本發明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發明，並 不用於限定本發明。圖1是本發明的基本處理流程。步驟SlOl 系統對可能存在的導航衛星信號進行捕獲以及跟蹤。本發明適用於多 種衛星導航系統，如GPS、北鬥一代導航衛星、北鬥二代導航衛星、GL0NASS, GALILEO等衛 星導航系統。此外，本發明還適合雙模/多模衛星導航系統以及雙模/多模混合衛星導航 系統。因此，授時系統根據系統所支持的導航衛星系統對導航衛星信號進行捕獲以及跟蹤。步驟S102 獲取導航電文的發送時間Tl。在GPS、C0MPASS、GALILE0系統中發送時 間表示為周內秒(TOW)，Tl=TOW ；在GL0NASS系統中發送時間表示為天內秒(TOD)，Tl= T0D。步驟S103 同步本地時間T2。由於沒有接收機位置信息，無法計算出準確的導航 電文傳播時間Tc，本方法依據不同類型的衛星軌道的高度到地面距離的不同來估計電文傳 播時間Tc =(到地最大傳輸時間+到地最短傳輸時間)/ 2;因此，T2 = Tl + Tc。圖2為 導航信號最長和最短傳輸路徑示意圖。由於導航衛星的對地高度是已知的，所以導航信號 最長和最短傳輸路徑就能夠計算出來，而導航信號最長和最短傳輸路徑就對應著到地最大 傳輸時間和到地最短傳輸時間。由圖2中可以看出導航信號最長傳輸路徑202和最短傳 輸路徑201之差 < =地球半徑(約6380km)；因此由Tc引起的授時誤差< =22ms (地球半 徑/光速)。步驟S104 獲取導航系統運行時間T3。在GPS、COMPASS、GALILEO系統中系統運 行時間表示為整周數(WN)，T3 = WN X 604800秒；在GL0NASS系統中系統運行時間表示為 天數(DN)，T3 = DN X 86400 秒。步驟S105 獲取世界標準時間UTC (coordinated universal time，協調世界時) 修正參數UTCp。該參數從導航電文中直接獲得。步驟S106 輸出授時時刻T4的時間標誌，以及T4對應的UTC時間信息T4 = Τ2 + Τ3 + UTCp，完成授時。本方法中主要的授時誤差來自步驟S103中的Tc。本方法適用於多數非高精度授時系統。本發明適用於多種衛星導航系統，如GPS、北鬥一代導航衛星、北鬥二代導航衛 星、GL0NASS、GALILE0等衛星導航系統。此外，本發明還適合雙模/多模衛星導航系統以及 雙模/多模混合衛星導航系統。
以上所述僅為本發明的較佳實施例而已，並不用以限制本發明，凡在本發明的精 神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本 發明的保護範圍之內。
權利要求
一種利用導航衛星進行授時的方法，其特徵在於，所述方法包括，捕獲和跟蹤一顆導航衛星；獲取所述導航衛星的導航電文的發送時間T1；同步本地時間T2；獲取所述導航衛星的導航系統運行時間T3；獲取世界標準時間修正參數UTCp；輸出授時時刻T4的時間標誌以及T4所對應的UTC時間信息。
2.如權利要求1所述的授時方法，其特徵在於，所述導航衛星為GPS衛星、北鬥一代導 航衛星、北鬥二代導航衛星、GLONASS衛星、或者GALILEO衛星。
3.如權利要求2所述的授時方法，其特徵在於，在GPS、COMPASS、GALILEO系統中 Tl=TOff ；在 GLONASS 系統中 Tl= T0D。
4.如權利要求3所述的授時方法，其特徵在於，所述T2=T1+Tc，其中，Tc是依據衛星軌 道的高度到地面距離來估計的電文傳播時間。
5.如權利要求4所述的授時方法，其特徵在於，所述Tc=(到地最大傳輸時間+到地 最短傳輸時間)/ 2。
6.如權利要求1至5中任意一項所述的授時方法，其特徵在於，在GPS、COMPASS、 GALILEO 系統中 T3 = WN X 604800 秒；在 GLONASS 系統中 T3 = DN X 86400 秒。
7.一種利用導航衛星進行授時的授時裝置，其特徵在於，所述裝置包括權利要求1所 述的授時方法。
8.如權利要求7所述的授時裝置，其特徵在於，所述裝置為雙模/多模導航衛星授時裝 置或者雙模/多模混合導航衛星授時裝置。
全文摘要
一種利用導航衛星進行授時的方法，所述方法包括，捕獲和跟蹤一顆導航衛星；獲取所述導航衛星的導航電文的發送時間T1；同步本地時間T2；獲取所述導航衛星的導航系統運行時間T3；獲取世界標準時間修正參數UTCp；輸出授時時刻T4的時間標誌以及T4所對應的UTC時間信息。採用本發明的技術方案後，解決了不能預先獲得接收機位置，並且衛星信號條件不滿足定位解算要求時，不能授時以及通過定位解算進行授時所需時間長的問題。本發明適用於多種衛星導航系統，如GPS、北鬥一代導航衛星、北鬥二代導航衛星、GLONASS、GALILEO等衛星導航系統。此外，本發明還適合雙模/多模衛星導航系統以及雙模/多模混合衛星導航系統。
文檔編號H04W56/00GK101969690SQ20101050111
公開日2011年2月9日 申請日期2010年10月9日 優先權日2010年10月9日
發明者夏糧, 曾毅, 許祥濱 申請人:東莞市泰鬥微電子科技有限公司