● 摘要
摘要
提供精确的同步的时间是卫星系统的核心,星间星地时间同步系统正是为了贯彻这一核心而提出的。要实现时间同步,必须能够对系统中的各项误差进行精确计算,精确计算出卫星时钟误差,从而为时钟同步提供依据。而对于建立星间星地时间同步仿真平台,重要一环就是要精确建立系统误差模型。本文先从星间星地时间同步系统基本原理出发,逐项详细研究各项误差源:
(1)本文详细阐述了双向测距方式实现时间同步的基本原理。双向测距的方式是时间同步方式的一种,通过双向测距测出钟差,利用物理调钟的方式将时钟频率调整到同步状态。
(2)本文研究了晶振相位噪声的来源以及研究晶振相位噪声最常用的方法——lesson的幂律谱模型。本文利用小波多分尺度分析的Mallat分解与重构算法生成晶振相位噪声,并且利用小波包分析理论对仿真结果进行了改进。
(3)本文研究了卫星姿态及天线指向的建模过程,从地心地固坐标系转换到天线坐标系,求解给定地心地固坐标系坐标及相关卫星姿态角、天线安装角度的信息下的两卫星天线之间的指向关系。本文研究了卫星信号在空间传播过程中的功率衰减情况。
(4)本文根据课题要求选择了适用的Nequick电离层延时模型和EGNOS对流层延时模型,并阐述了进行建模。利用双频消除电离层延时的方法对电离层延时进行消除,达到比电离层延时模型更高的消除精度。
(5)相对运动误差、设备延时、相对论效应误差也是星间星地时间同步系统中的重要误差源。本文简要介绍了这三种误差的形成机理及相关的消除方法。
本文旨在研究、建立较为全面的时间同步系统误差模型,为未来时间同步系统研究提供重要参考。
关键词:时间同步、双向测距、误差、相位噪声、天线指向