基于北斗卫星导航系统的时频技术的研究毕业设计论文 ㊣ 精品文档 值得下载

得到标准的中国时间，满足些需要中国的用户。

北斗卫星的单向授时与北斗卫星单向授时通过卫星转发器转发授时信号不同的是，北斗卫星无线电导航业务单向授时是直接通过卫星星载原子钟产生卫星信号发播给用户进行授时。

其主要过程是地面中心站的主原子钟对卫星上的星载原子钟进行监控，定期更新各星载原子钟的时差参数，星载钟控制产生卫星导航信号频率相位编码速率和导航电文等相关参数和技术指标，在通过卫星的天线向用户发播授时信号，下行传送到用户的接收端，再由用户接收机解码计算出和等时间信息，从而完成单向授时服务，图是过程示意图。

北斗卫星单向授时用户接收机的接收测算和修正过程大抵上与单向授时的过程相似，具体参数的数值略有不同。

北斗卫星单向授时的精确度优于单向授时，其误差小于。

图北斗卫星单向授时示意图北斗卫星双向授时北斗卫星双向授时法是以卫星无线电测定业务为基础的高精度授时法，北斗单向授时的过程中，存在着很多的不确定因素，诸如卫星星历位置误差电离层和对流层时延修正残余误差以及用户接收机天线位置定位误差，由于这些不确定因素的存在，很难准确计算出信号从北斗系统地面站传播到用户接收机的时延，因而限制了单向授时存在着的误差。

为了满足些需要更高精确度授时的用户需求，在北斗卫星无线电测定业务的基础上开发了更高精确度的北斗卫星双向授时法。

北斗卫星双向授时法通过北斗中心站和用户之间双向比对测量确定传播时延。

北斗卫星双向授时法需要用户也同样拥有发射机和接收机两种设备。

图是北斗卫星双向授时法的示意图，图是时延测定和修正的原理图。

图北斗卫星双向授时法示意图图时延测定修正原理图上图图中，北斗中心站发射信号时的时刻用中心表示，用户本地接收机整数秒时刻用用户表示两者间的时差表示为，表示个帧周期，是北斗第帧信号参考时刻与之间的时间间隔。

的帧周期，同时也是该帧对应的北斗时间。

另外，用户接收机接收到北斗中心站发送的第帧时间帧询问信号，测出此询问信号参考时间与本地时钟整数秒信号的时差同时刻，用户的发射机立刻向北斗中心站发送响应信号，北斗中心站测算出第帧信号往返需要的时间，并且计算出北斗中心站发出信号到用户接收机接收信号的传播延迟，再将发送给用户用作双向授时延迟的修正值。

因为用户可以直接测定，由北斗中心站处获得传播延迟后，就可以计算出本地时钟与时钟的时差，根据调整本地时钟从而完成北斗中心站对用户的双向授时服务。

因为双向授时法信号的传播路径是对称的，只是方向相反，链路上的所有的传播路径产生的时延都能相互抵消，些残余误差可以忽略不计，大大减小了各种时延造成的影响，所以，北斗卫星双向授时法的精确度更高，其误差在以内。

第章北斗时频技术的应用精确的时间同步对于涉及国家经济社会安全的诸多关键基础设施至关重要，通信系统电力系统金融系统的有效运行都依赖于高精度时间同步。

我国已明确了在对于涉及国家经济公共安全的重要行业领域必须逐步过渡到采用北斗卫星导航兼容其他卫星导航系统的服务体制，因而北斗系统高精度授时的行业应用需求规模将会非常可观。

电力公司和能源设施对时间和频率有最严格的要求，以便有效地传送和分配动力。

目前电力系统内部各送端受端的分布广泛而分散，自动化装置内部都带有实时时钟，或者站内有以为主的授时装置，其固有误差难以避免，随着运行时间的增加，累积误差会越来越大，会逐渐失去正确的时间计量作用，难以准确描述时间顺序，给电网故障的分析带来了定困难，如何实现实时时钟能够与时间同步，达到全网时间统，直是电力系统追求的目标。

若在终端安装台北斗授时机，则北斗授时机的高精度就能保证各地时间信号与的相对误差都不超过。

这种高精度时间同步不仅能全时系统时解析宇宙计测技术陈端阳北斗系统时间的认知与应用数字通信世界许国宏北斗共视授时技术研究与设计哈尔滨工程大学，，段全区域地控制电力全网内所有时钟的信息，实现真正意义上的全网同步，同时还可自动监视系统中各单位时钟状态，并进行主动干预和控制，实现电力全网时间同步管理和远程监控，在电力系统检测和测量中具有极高的利用价值。

国家电网已规划投资上万亿元建设包含北斗系统的国家电网智能电网工程。

移动通信网在通信网计费网络管理系统七号信令网网络安全认证以及今后可能存在的些移动新业务如位置定位等中都对时间同步提出了要求，而北斗系统所具备的高精度授时能力，使其在移动通信网中也具有广泛的应用前景。

随着时分同步码分多址系统商用进程的加速及我国北斗导航系统的完善，我国自行研制的时间同步技术在拥有自主知识产权的第三代移动通信网络中得到广泛应用。

通信部门的北斗授时系统已通过立项并开始筹建。

金融行业对时间的精确同步有极高要求。

如今金融交易的安全性越来越受到广泛的关注。

由于目前金融交易使用的通信网络会受到天气地理环境的影响产生误差，而时间上的误差可以导致数百万数亿的交易延时，直接关系到公民私有财产。

以股票交易为例，目前中国股民主要通过交易大厅电子显示牌和互联网中断交易，这些交易终端信息的实时性对于交易双方来说就十分重要，用户端与交易所主机发布的消息是否完全同步往往影响股票的交易成功。

想要解决这个问题，需要个全国性金融证券实时授时网络的建立，这个网络的建立需要依赖卫星导航的授时系统。

随着我国北斗系统的加紧建设，通过自主技术建立时频系统的条件已初步成熟。

采用北斗卫星授时的手表，将传统钟表技术和现代时频技术微电子技术通信技术计算机技术等多项技术相结合，通过接受北斗二代卫星信号自动校准，使授时手表显示的时间与标准时间保持精确同步，其时间精度在秒之内。

北斗系统的授时技术己逐步成熟并深入人们正常生活的各个领域和方面。

除以上介绍的行业应用外，稳定可靠便携低耗的北斗高精度授时设备，实现精确的时钟授时和同步数据采集控制，在工控时间同步方面具有广阔的应用前景利用导航卫星进行物体定位时钟授时与同步数据采集控制，可以达到传统测量控制手段所不及的精确程度，在航海航空陆上交通科学考察极地探险地理测量气象预报设备巡检系统监控等方面应用日益广泛。

第章总结北斗卫星导航时间频率系统由我国自主研发，是北斗卫星导航系统的重要组成部分，本文主要介绍了导航和时间频率的发展现状，列举概括了目前主要的时间频率标准，浅易分析了北斗卫星导航中的时间同步技术，以及北斗卫星导航的授时原理及其相关应用，具体的技术细节可以参阅其他相关文献。

世界发达国家和地区对卫星导航系统的建设都十分重视，时间频率系统是卫星导航的基础，对时间频率技术的研究，以及其他国家系统的分析，有助于我国北斗导航系统的发展和完善，谨以此文帮助大家对时间频率技术有个初步的认识。

致谢由于学院安排，我被外派分配到了学院的合作单位中国电子科技集团第研究所完成最后的毕业论文，本毕业论文是在所的高级工程师杨志刚老师的精心指导下完成的。

杨志刚老师渊博深厚的学术知识严谨不苟的学术态度和认真负责的工作作风给我留下了深刻的印象，使我受益匪浅。

在课题研究的过程中，杨志刚老师给予了悉心的关怀和无私的指导，提出了大量宝贵的指导性意见和建议，使课题得以顺利完成，在此谨向杨志刚老师表示诚挚的敬意和衷心的感谢。

同时，我也要感谢院里领导和中电所给了我这个机会，让我在所学习到了很多专业知识，为所浓厚的学术研究氛围所感染。

最后，向百忙之中审阅论文的各位专家致以崇高的敬意和深深的谢意，参考文献吴海涛，李孝辉，卢晓春，华宇，杨旭海卫星导航系统时间基础北京科学出版社王天北斗卫星导航系统授时性能评估研究长安大学王天，贾小林，张清华北斗系统时间性能评估第五届中国卫星导航学术年会论文集王文瑜基于北斗卫星的授时系统研制北京邮电大学高平导航卫星时频生成与保持技术研究西安电子科技大学刘娜北斗卫星共视时间传递技术规范的制定及兼容性设计第二届中国卫星导航学术年会电子文集杨远喜北斗卫星导航系统的进展贡献与挑战测绘学报米红北斗星载时间频率系统发展综述导航定位学报陈洪卿北斗卫星导航系统授时应用数字通信世界孙辉北斗导航和授时服务。

另外，根据系统建设的整体规划，将在年建设成覆盖全球的北斗卫星导航系统。

全球卫星导航系统实际上是种时间同步系统，时间频率的产生和保持影响到整个授时系统的精确度，高精度的星载原子时钟是整个系统的核心设备。

稳定可靠精确的北斗时间频率系统，是我国国民经济发展国防建设和国家安全的重要设施。

时间频率的研究意义时间是目前国际通用的七大基本物理量之，和质量电流或发光强度等其他几个物理量相比，时间具备些独特的性质，时间无法被直接感知，但却的确是客观存在的，并且无时无刻不在变化着。

频率是单位时间内周期性运动重复完成的次数，般记作，周期和频率是对倒数，由此，时间和频率是密不可分的，通常被起称为时间频率，简称时频。

时间频率是目前基本单位中测量精度最高的，同时也是很多其他物理量进行测量时的基础，因而高精度的时频有助于各种物理量的精密测量，对科学技术的方方面面，对社会生产的各行各业，都有着重大的积极意义。

美国全球定位系统建立后，全世界普遍采用授时产品，导航定位及其授时产品在我国也具有定的市场规模，广泛应用与各行各业，我国面临着潜在的安全隐患。

随着我国生产技术的发展，我国自主研发了北斗卫星导航系统，其具有的北斗授时系统已经在国家生产建设中扮演起重要角色。

对时频技术的研究，有助于了解各国同类卫星导航系统的工作原理，有助于北斗卫星导航系统及其授时系统的进步完善和性能的提高。

第章时间标准和卫星授时时间标准个稳定可靠精确的时间基准，是卫星导航系统建立和运行的技术基础，同时些新式服务也需要统的时间标准，如卫星的导航定位和授时，现代无线通信服务，银行和股票证券的运行，还有航空航天活动等等。

本论文将