时间双向传递比对系统.ppt

卫星双向时间传递TWSTFT方法基本原理 TWSTFT 方法是目前国际上精度最高的时间传递手段之一。由于信号传递路径对称，连路上所有传播路径的时延几乎都可以抵消，因而时间同步精度高。 目前TWSTFT准确度可达到500-750ps，稳定度可达到200ps。[TWSTFT Annual Report 2006] TWSTFT 方法系统原理图： 参加比对的两个实验室同时向对方发送本地钟的时间信号，同时接收和测量对方的时间信号，经过交换测量比对数据后，可计算出两地钟的钟差来。 由于这种方法信号所通过的路径完全相同，可以最大限度地消除时延变化所造成的影响。因而，比对精度仅受因路径不完全对等而产生的残差造成的影响。残差造成的影响有些已经明确，有些目前尚不清楚,修正这些因素造成的影响可进一步提高时间比对精度。 两个时间系统的差可以表述为： TA(1)-TA(2)=  1/2[T1(1)](站1时间间隔计数器) -1/2[T1（2）]（站2时间间隔计数器） +1/2[TS（1）-TS（2）]（卫星转发时延差） +1/2[TU（1）-TD(1)](站1上下路径传播时延差) -1/2[TU（2）-TD（2）](站2上下路径传播时延差) +1/2[TT（1）-TR（1）]（站1发射接收时延差） +1/2[TT（2）-TR（2）]（站2发射接收时延差） -1/2[TCD（1）-TCU（1）] （站1消旋修正，包括卫星运行修正） +1/2[TCD（2）-TCU（2）] （站2消旋修正，包括卫星运行修正） 时间双向传递比对系统 接收1 发送1 时钟2 时钟1 发送2 接收2 TCM1 TCM2 TCM: 高精度时间比对 时间双向传递比对（TWTT）系统 分类 微波时间双向传递(TTWT) 光纤时间双向传递（TWFTT） 卫星时间双向传递（TWSTT） 必要性 北斗系统的需求 系统同步检验的迫切性 独立于北斗的检验系统 其它武器系统的需求 提高精确打击能力 反隐形技术的需求 雷达系统、伪卫星定位系统、卫星编队、 战术信息分布系统等 时间双向传递比对原理 时钟1 时钟2 Tt1 Tr1 Tr2 Tt2 时间双向传递比对/同步的优越性 独立自主的比对/同步系统 高精度 能实现移动站的高精度时间比对/同步 在实现高精度时间同步的同时能对运动站精确定位 与通信系统合为一体 双向卫星时间传递系统组成 流动站1 流动站2 1PPS 10MC 时频分系统 1PPS 10MC 时频分系统 设备组成 调制解调器 主机箱 1PPS 1oMC 时频分系统 发送同步脉冲 IRIG―B 1PPSO 10MC输出 发送请求 请求 SIO 接收同步脉冲 子板监控 测量数据 系统监控 MUX ∕ DEMUX 系统管理 按键显示 定时板 接收数据 发送数据 调制解调器 数据 主机箱组成 卫星时间双向比对误差 设备内部不对称 传输误差 复接误差 调制误差 传输误差 信道干扰 温度变化 电离层影响 传输路径对称、实时监测传输时延。 复接误差 信道时钟 定时脉冲 发送脉冲 调制误差 中频时钟 发送脉冲 调制后脉冲 调制误差的锯齿波特性 调制误差的消除 直接扩频 误差估算 相位监测 比对精度检验 搬钟 GPS载波相位共视 与已知时频基准比对 光纤TWTT 同点比对 搬钟 搬钟 铯钟精度为1～5E-13（HP5071A）。即漂移率为1nS/2000~10000秒 搬钟过程有可能产生跳变 GPS共视 ＃1时钟 TIC ＃2时钟 GPS GPS Figure 2 - Lightening Positioning System TIC 1PPS 1PPS 1PPS 1PPS GPS共视 精度约2～5纳秒 要求精确天线坐标 与已知时频基准比对 流动站1 流动站2 1PPS 10MC 时频基准 1PPS 10MC 时频基准 光纤TWTT 精度1～5纳秒 每100公里左右需中继 固定路由 单光纤收发器接入 同点比对 流动站2 时频分系统 流动站1 10MC 10MC 1PPS 1PPS 零值校准 时频分系统 流动站1 10MC 1PPS 流动站2 10MC 1PPS 同类产品的简单比较 设备型号 公司 同步精度 速率 数据传输 TWT-100 AOA 1nS 1次/秒 无 SATRE TIMETECH 1nS 1次/秒 Internet 钟 站1 时间间隔计数 接收机 发射机 接收机 站2 发射机 时间间隔计数 钟 1pps TX(1) 1pps TX(2) TA(2) TR(1) T