民航卫星导航系统中的同步技术

张文红

摘要

随着导航系统定位体系的不断完善，其系统对时间同步技术的应用越发成熟。我国时间同步技术发展缓慢，同时，时间同步技术实施成效，直接影响着民航卫星定位系统的作用发挥。本文主要对时间同步技术的作用及其重点技术展开分析，以提高时间同步的精确度。

【关键词】民航 卫星导航 同步技术

现代军事与国民经济发展，对卫星导航定位越发依赖，俨然成为了现代社会发展必不可少的组成部分。卫星导航定位试验系统自建设以来，广泛应用于水利、石油等民用领域，自身的优势也是GPS等不能比拟的。作为定位系统基本性能，时间同步技术的实施成效，将直接影响到系统化定位、导航等精度，更是系统设计关键;对此，加强此方面的研究尤为关键。

1 同步技术概述

基于卫星定位角度分析，其还涉及分为距定位，以及测角定位两类，从卫星定位原理入手分析，测角定位应有具有一定的局限性，而测距定位分为多星、双星与单星定位。基于系统时角度分析，其主要指多卫星观测量，统一的固定时间点。导航定位系统的应用，要求机器时间同步，其时间差、精确度等满足要求，时间误差应不超过几纳秒内。但就算是铯钟，长期工作后也会出现超出系统限制的时间误差范畴。对此，时间同步技术应运而生，其能够将收集到的地面卫星钟差数据，经过导航电文，向使用该系统的用户播发，使用户利用模型修正钟差参数。卫星钟可实时显示系统信号时标，但卫星钟稳定性差，易频繁出现卫星钟漂移状况。卫星信号在实际中，很难达到频率标准，或是物理时间等方面的标准;对此，需及时调节物理影响因素，而时间同步技术即可规避各产生卫星钟漂移的影响因素。

2 时间同步技术

2.1 TWSTFT

双向时间传递，是指导航设备A/B，在同步情况下，对双方的本地整秒时间，以及到达本地时间进行测量，两个时间差间的差距，可视为导航设备钟差。根据相减后得到的钟差，对其中一个设备，展开适当的本地钟修正，或是播发两监测站间鐘差数据，即可实现两监测站时间同步。卫星双向时间传递的时间同步精度，主要受两设备测量误差影响，因为设备时延可调整、精确测定，要求调整范围不超过Ins。基于测量误差角度分析，受测量设备性能，以及接收信噪比的效果等因素影响;所有无变动情况下的地面站，体积通常不会受到太大干扰。除此之外，为满足工作需要，双向传播路径，在延迟方面，应当保持一致。这就需通过某监测站同步卫星，能够卫星移动后，通过双向时间频率传递，以制造符合工作标准的路径延迟差。

2.2 卫星共视

基于卫星双向共视角度分析，其是指对一个卫星信号，展开观测的两个地面站。观测其到地面监测站，以及整秒时间差，将相减的两个时间差间的差距，可视为两地面站钟差，按照计算出的钟差，对某个地面站，展开本地钟调整，两地面监测站即可实现时间同步。卫星共视法，其同步精度，主要受地面站A测得其与卫星间信号时间延迟;地面站B测得其与卫星间信号时间延迟;地面站A、B测量卫星发射信号，与秒信号时间差等因素影响。测量误差的存在，与测量设备动态性能，以及接收信噪比等不无关系。对此，所有无变动情况下的地面站，体积通常不会受到太大干扰。G/T指标良好，A、B两地面站，观测到的卫星间信号时间延迟，两者间的测量误差可低于1ns。地面站A与地面站B在实际中，对本地秒信号间、卫星发射信号两者间的差异，两者间的测量误差可低于1ns;卫星共视法，会在同步站间交换数据，其时间同步精度，通常会比1ns高。

3 钟差外推和预报

卫星导航定位体系工作原理相对复杂，地面站观测到的信息，即卫星观测数据，通常会由数据中心站处理。主控站、地面站间的联系，主要通过通信手段完成;对此，各地面站间无需展开外推。地面监测站的功能仍存在局限性，测量卫星钟误差时，并不能实现持续观测。尤其是在超观测能限外，卫星钟与系统间，主要借助卫星钟实现同步。对此，卫星钟秒稳，时间同步精度越高。通常情况下，定位系统会外推卫星钟差，将地面钟与卫星钟等计算信息，以钟差预报途径，向用户播发。基于卫星钟差预报角度分析，其预报准确度，主要受观测精度，以及预报时间长度、钟差观测时间长度等因素影响。观测时间与精度呈正相关，观测时间与预报时间呈负相关。预报、观测时间相同，钟差预报精度，主要受为卫星钟运行属性影响。观测时间越长，预测精度越高，12小时的观测时间，其钟差预报精度，可高达10ns。

4 总结

在卫星导航定位系统中，时间同步技术的应用越发自如，技术也基本能够满足导航定位系统，对时间同步精确度需要。但同步技术的精度仍有较大的进步空间;对此，加强同步技术分析，提高定位系统性能有着重要意义。

参考文献

[1]杨景光.浅析北斗卫星导航系统及其于民航导航的应用[J].通讯世界，2016（17）：241-241.

[2]刘晓华.北斗卫星导航系统在民航导航中的应用分析[J].中国高新区，2018（01）.

[3]张皓.四大卫星导航系统对比与民航卫星导航应用[J].军民两用技术与产品，2016（04）：24-25.