时间同步和高精度测距方法的研究.pdfVIP

时间同步与高精度测距方法研究 陈仕进 张汉三 幸燕电子势技巢爨公霹第54麟究辑 箍要在航天测控和卫星导航系统中，如何使谗两个异地或嫠地之阍葛稳定时钟闽步是 必须研究的问题，该戈提出了四种方法，并对其中的后两种方法印清零浩、钟面比对法的 实琉原理及两步精度进行了分析 美键词对姊嚣步 溥摹法 饕霹毙对法 爨礴扩藏信悫装铡筵 1概述 在舷天测控秘翌量导髋系绞中，如侮搜德嚣个异她或星她之阉态稳定时钝围步是必须 研究的阃题。所谓时间同步，是使两个钟面对齐，或者是确切知道两个钟两的时差。通常， 时间同步有很多方法，下面介绍其中四种方法：第一种是搬钟法，也就是将两个钟搬到一 起对时，获樽其钾差，或将钟断值对齐，然后群分别簧予两地。这种方法简单，值经常受 到皴域条锌翁柬，不能搬戮一起，或者是在搬烈异蠢煞螽，密予建耀条件不潜，环境不弱箍 豢来对钟的变化。第二秘是对传法。即疆个钟，通过无线信遵在阉一锄西时刻搀龟己的镑 面值传缭对方，通过简单计算获得钟麓。第三种方法是清零法，A钟在t，时刻发一测距信 号到B钟，同时给B钟清零。则此时A、B两钟的钟差即为距离时延t。此种方法比较 简单，健要精确测知A到B的时延“t”。第蹒种方法是钟面眈对法，测知A到B的往 返时廷“t”，在B牧到A豹测距信号黼对努上B站薅瓣标志又传递型A，经过篱筚运舞， 碍知A、B对钟蓑。这秘方法也要糖确测知A到B的往返时延“t”。 比较四种时间同步方法。第一种搬钟法往往不太适用；第二种对传法在测控系统和导 航系统中均有应用。第三、四种方法怒用高精度测距来保证时间阊步精度，此两种方法是 本文要醋究的内容。 2时阊同步方法及离精度溯躐原理 2．1清零法辩淹离步屎疆 躲豳I掰示生站、副站分剃设毒嚣个钟，一个是系绫钟，熊提供扫、萎重、分、秒、毫 秒，另一个为时麓钟．能精确到ns量级，每隔～段时间(如lOOms)给它清一次零。 。义避 爨t蒲零浓婶强藏步器理穰爨 20 时湖同步是使主、副站的时差铀嬲步(如图1)。主站装毒测距壤，测蹙枧发溅鼷脉 冲同时缭主站上的时差钟复位，副站装有应答机，应答机接收到测距脉冲后绘副站上的时 差钟复位，主站剃用收发测距脉冲往返的时差就可得到主、副站上的时差钟的时差。为减 小主、副站上由于时差钟的趋始偏差和漂移带来的累积效应影响，每隔约100ms左右发 一次测驻脉挣，嗣黠给主、副站上静露差锋复搜，帮清零对对一次。 设主站b时刻发生事件A、副站t；对刻发生事f『{：8、副继≈舛刻发生事件C，如簿将 副站发生事l牛B、c的时间统一到主站时钟上去?如蚵知道事传B与事传A、事g{：c与 事件A发生的时间差呢?如图2所示，设事件B、C发生时对应主站时刻分别为t，、r：， 以主站时间为基准，事件B与事件A发生的时间间隔A，、事件C与事件A发生的时间 闯隔为△z。捌有： f；茹^+△fl ，：#t2+△f2 △l=“一“=fl+△q—f。 △2=f；～“=r2十△r24-疋-to 其中T2为主站发出第2次测距信号，间时给童站时差钟清零时记下的主站时差钟的钟面 爵。△≮；、△t：舞靛后疆次主、辩站对蓑钟满零辩蔚鹃对简差+可看作是主、蓟站时差 锄锄嚣馕之差，Ⅺ运过主剿站闽褰糖度测鼹褥剿。 燕站测距传号 l l {{ ’’ T2 fj 主站时差钟 鼍 Al I_一 l e A乙 ； △2 O 。； △rl tl ‘2 副站时楚钟 l I