GB/T 39411-2020
基本信息
标准号:
GB/T 39411-2020
中文名称:北斗卫星共视时间传递技术要求
标准类别:国家标准(GB)
标准状态:现行
出版语种:简体中文
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相关标签:
北斗
卫星
时间
传递
技术
标准分类号
关联标准
出版信息
相关单位信息
标准简介
GB/T 39411-2020.Technical requirements of BeiDou satellite common-view time transfer.
1范围
GB/T 39411规定了北斗卫星共视时间传递设备的功能、性能、接口、安装、观测操作、数据记录及处理等技术要求以及性能测试方法等。
GB/T 39411适用于利用北斗卫星观测值进行共视时间传递的设备研制与应用。
2规范性引用文件
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本文.件。凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。
GB/T 39267北斗卫星导航术语
3术语、定义和缩略语
3.1 术语和定义
GB/T 39267界定的以及下列术语和定义适用于本文件。
3.1.1
卫星共视时间传递 satellite common-view time transfer
以北斗卫星信号作为公共观测源,两地用户在同一时刻测量本地钟与相同卫星钟的时间差,经比较两地观测结果,计算得到两地时钟时间差的比对方法。
注:也称卫星共视时间比对,简称共视法。
3.1.2
定时偏差 timing offset
接收设备输出的时间与北斗时之间的差值。
3.1.3
卫星共视时间传递设备 satellite common-view time transfer equipment
利用卫星共视时间传递技术和方法实现时间传递和比对的设备。
注:通常包括接收天线、主机单元、电缆等。
3.1.4
设备时延 time delay of equipment
共视接收设备的硬件时间延迟。
注:包括接收天线时延、电缆时延、主机单元时延(内部时延)。
3.2 缩略语
下列缩略语适用于本文件。
BDS:北斗卫星导航系统( BeiDou Navigation Satellite System)
BDT:北斗卫星导航系统时间(BDSTime)
CGCS2000 : 2000中国大地坐标系(China Geodetic Coordinate System 2000)
标准内容
ICS49.020
中华人民共和国国家标准
GB/T39411—2020
北斗卫星共视时间传递技术要求Technical requirements of BeiDou satellite common-view time transfer2020-11-19发布
国家市场监督管理总局
国家标准化管理委员会
2021-06-01实施
GB/T39411—2020
规范性引用文件
术语、定义和缩略语.
术语和定义
缩略语
共视设备
观测操作
观测环境
天线安装
初始化设置
同步观测
数据处理
观测数据
时延改正
处理步骤
处理结果
性能测试
测试条件
测试仪器
测试方法
附录A(规范性附录)
参考文献
共视观测数据格式
本标准按照GB/T1.1-2009给出的规则起草本标准由中央军委装备发展部提出。本标准由全国北斗卫星导航标准化技术委员会(SAC/TC544)归口。GB/T39411—2020
本标准起草单位:中国科学院国家授时中心、中国卫星导航工程中心、海华电子企业(中国)有限公司、北京卫星导航中心、南京六九零二科技有限公司。本标准主要起草人:张首刚、高玉平、刘娜、干平利、焦文海、刘莹、徐劲松、张双成、陈朝晖、何家富、廖丁毅、肖胜红、宋海娜、钟世广、张悦、李军。I
1范围
北斗卫星共视时间传递技术要求GB/T39411—2020
本标准规定了北斗卫星共视时间传递设备的功能、性能、接口、安装、观测操作、数据记录及处理等技术要求以及性能测试方法等,本标准适用于利用北斗卫星观测值进行共视时间传递的设备研制与应用规范性引用文件
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用干本文件。7北斗卫星导航术语
GB/T39267
3术语、定义和缩略语
3.1术语和定义
GB/T39267界定的以及下列术语和定义适用于本文件。3.1.1
卫星共视时间传递
satellite common-view time transfer以北斗卫星信号作为公共观测源,两地用户在同一时刻测量本地钟与相同卫星钟的时间差,经比较两地观测结果,计算得到两地时钟时间差的比对方法。注:也称卫星共视时间比对,简称共视法3.1.2
定时偏差timingoffset
接收设备输出的时间与北斗时之间的差值。3.1.3
卫星共视时间传递设备
satellite common-view time transfer equipment利用卫星共视时间传递技术和方法实现时间传递和比对的设备。注:通常包括接收天线、主机单元、电缆等。3.1.4
timedelayofequipment
设备时延
共视接收设备的硬件时间延迟。注:包括接收天线时延、申缴时延、主机单元时延(内部时延)。3.2
缩略语
下列缩略语适用于本文件。
BDS:北斗卫星导航系统(BeiDouNavigationSatelliteSystem)BDT:北斗卫星导航系统时间(BDSTime)CGCS2000:2000中国大地坐标系(ChinaGeodeticCoordinateSystem2000)1
GB/T39411—2020
UTC:协调世界时(Coordinated UniversalTime)1PPS.秒脉冲(1PulsePerSecond)4共视设备
北斗卫星共视时间传递设备的基本功能如下:a)接收北斗卫星导航信号:B1C、B1I、B2a、B3I;b)
测量本地钟相对干北斗卫星导航系统时间的时间差;按照规定格式自动记录及存储观测数据;自检和告警;
设备应具有初始化功能,可输人并采用以下初始化信息进行相关设置和计算处理:1)
2性能
4.2.1通则
位置坐标信息,以直角坐标(笛卡尔)形式或以大地坐标形式输入天线相位中心位置坐标:共视星表信息,具有内部定时功能的设备则不需要此信息;设备时延信息,包括接收天线时延、天线申缆时延、主机单元时延(内部时延)和本地钟与接收机连接申缴时延;
与观测相关的信息,包括坐标的参考系、接收机的类型、申离层时延的计算模型、初始化时间。
北斗卫星共视时间传递设备应具有接收和处理北斗卫星信号、提供符合要求的本地钟与北斗时之差的测量结果。
设备时延稳定性
设备时延的年变化量应不大于3ns。4.2.3
定时偏差此内容来自标准下载网
经过内部时延、天线申缆时延和本地钟电缆时延修正后,定时偏差应不大干100 ns。4.2.4定时精密度
定时精密度应不大于20ns。
4.2.5共视时间传递偏差
异地共视时间传递偏差应不大于10ns。4.2.6共视时间传递偏差精密度
异地共视时间传递偏差的精密度应不大干5ns。4.3接口
4.3.1信号接口
设备应具有至少一个时标信号(1PPS)输人接口。2
4.3.2数据接口
设备应具有至少一个数据输出接口、一个数据输入接口。4.3.3观测数据记录格式
观测数据以文本文件存储,数据记录格式见附录A。5观测操作
观测环境
观测环境要求如下:
接收天线周围仰角10°以上视野内宜无遮挡;a)
接收天线周围无强磁干扰;
接收天线周围无接收频率相同频段、邻近频段以及谐波频段的强辐射源;避免容易产生多路径的环境;
地质环境相对稳定。
天线安装
天线位置坐标误差应小于0.1m。初始化设置
初始化设置要求如下:
输人共视星表;
输入设备时延;
输入天线坐标;
输人初始化时间。
4同步观测
同步观测满足条件如下:
设备在锁定、跟踪卫星信号及进行相关计算时,均应以UTC为参考时间:GB/T39411—2020
每个共视跟踪周期为16min,其中前2min为准备时间,此后13min为观测时间,最后1minb)
为计算时间,每天包含89个16min共视跟踪段;c)
在每个跟踪周期的观测时段中,连续跟踪13min,每秒观测一次,共观测780个数据,每一时段共视观测数据的处理结果,用该段共视观测数据的首次观测的时刻来标记,日期采用约化儒略日数,时刻采用UTC的时、分、秒标记;设备应具有连续观测能力,不同共视跟踪时段之间应连续、无间隙;跟踪开始时间和跟踪的卫星应与共视星表中的规定相一致,多通道接收机跟踪全部可视卫星;观测时数据采样率为1Hz
数据处理
观测数据
观测数据应采用原始的伪距观测值或载波相位平滑伪距。3
GB/T39411—2020
时延改正
对观测值进行以下时延改正:
几何时延改正;
申离层时延改正;
对流层时延改正;
Sagnac效应改正;
接收设备内部时延改正;
天线申缆时延和接收机主机到本地钟之间申缆的时延改正;f)
卫星钟差改正。
处理步骤
对每个观测时段的780个观测数据进行数据处理,应按如下步骤处理:a)按时间顺序将780个观测数据分成52组,每组15个数据,52组数据连续、不重叠;将步骤a)形成的52组数据分别进行最小二乘二次曲线拟合,取每组中间时刻的拟合值作为b)
该组数据的处理结果;
对步骤b)得到的52个处理结果进行所有误差项改正,并将经误差改正后的52个数据进行最c)
小二乘线性拟合,得到13min(780s)观测时段中间时刻本地钟时间与BDT之差的拟合值、拟合曲线斜率及拟合残差的均方根;d)将对流层延迟的模型改正值进行最小二乘线性拟合,得到13min(780 s)观测时段中间时刻对流层时延模型改正值的拟合值及拟合曲线斜率;对电离层延迟的模型改正值进行最小二乘线性拟合,得到13min(780s)观测时段中间时刻申e)
离层时延模型改正值的拟合值及拟合曲线斜率;对共视接收设备的申离层时延实测值进行最小二乘线性拟合,得到13min(780s)观测时段中f
间时刻申离层时延实测值的拟合值、拟合曲线斜率及拟合残差的均方根。无申离层测量功能的共视接收设备不涉及此项处理。4处理结果
数据处理结果应包括以下内容:跟踪卫星星号;
观测日期:观测日期的约化儒略日;c)开始观测时间:13min观测中,获取第一个观测值的时刻;本次观测的观测时间长度:指数据处理所采用的连续观测数据的时间长度,一次完整的观测,d)
其值为780s;
观测中间时刻的卫星高度角;
观测中间时刻的卫星方位角;
数据处理得出的本地钟与卫星钟的时差结果;对g)进行线性拟合的斜率;
数据处理得出的本地钟与BDT的时差结果;i)
对i)进行线性拟合的斜率;
对i)线性拟合残差的均方根;
对流层时延模型改正;
对1)进行线性拟合的斜率;
n)申离层时延模型改正值;
对n)进行线性拟合的斜率;
每段观测中间时刻申离层时延实际观测值;p)
对p)进行线性拟合的斜率;
p)的实测值与拟合值之差的均方根;r)
每一行数据都对应于一个卫星同一观测时段的观测结果;s)
GB/T39411—2020
用于数据处理的模型、参数和常数应与最新版本的北斗卫星信号控制文件或相关标准化协议t)
相一致。
7性能测试
测试条件
利用空中实际的北斗卫星信号进行测试。7.2
测试仪器
对共视设备进行检定的测试设备要求如下:所有测试设备应有足够的分辨力、准确度和稳定度,其性能应满足被测技术性能指标的要求;a)
参照设备应与待测共视设备为相同类型,其内部时延、天线申缆时延和参考申缆时延已知;c)所有测试设备应经过计量校准,检定合格并在有效期内。7.3测试方法
设备时延及其稳定性测试
设备时延测定
采用如下测试步骤,测定设备内部时延:将被测设备的天线和参照设备的天线分别安装在2个相距3m~5m、周围开阔无遮挡、无射a)
频干扰且CGCS2000坐标已知的位置上,并按图1连接设备,被测设备和参照设备采用同一个时间频率源作为观测参考;
所采用的参照设备应与待测设备为同类型,且内部时延已知;b)
观测采用的时间频率源的频率准确度和稳定度均优于10-12:按被测设备产品规范,对被测设备输入正常工作所需的技术参数(天线坐标、设备内部初始时d)
延、天线申缆时延和本地钟申缆时延;按参照设备产品规范,对参照设备输人正常工作所需的技术参数(天线坐标、设备内部时延、天e
线申缆时延和本地钟申缆时延等);f)
被测设备和参照设备同时共视观测的时间不少于48h,对单通道接收设备至少观测获得60组,每组780s数据,对多通道接收设备至少观测获得120组,每组780s的跟踪数据5
GB/T39411—2020
7.3.1.2数据处理
被测设备
时间频率源
5MHz/10MHz
参照设备
零基线检测的设备连接图
设备内部时延测试的数据处理方法如下:a)按公式(1)计算被测设备与参照设备第i次观测的内部时延相对偏差:t
式中:
REFBDS
REEBDSt·
Z(REFBDS\-REFBDS))
被测设备与参照设备第i次观测的内部时延相对偏差,单位为纳秒(ns);与观测时刻先后顺序一一对应的观测值的序列号;被测设备与参照设备第i次观测所观测到的相同卫星的个数,对单通道接收机n=1;
被观测卫星的标识,k=1,2,,n;被测设备第i次观测所测得的本地钟时间与卫星k播发的BDT的时差测量值,单位为0.1纳秒(0.1ns);
参照设备第i次观测所测得的本地钟时间与卫星k播发的BDT的时差测量值,单位为0.1纳秒(0.1ns)。
b)按公式(2)计算设备内部时延:dt=dt;+
式中:
被测设备内部时延,单位为纳秒(ns);dt
被测设备观测时所采用的内部时延,单位为纳秒(ns);(2)
观测次数,对干单通道接收设备,m应大于60,对于多通道接收设备,m应大于120;参照设备的内部时延,单位为纳秒(ns)。设备时延变化测定
在相同测试环境条件下,一年内,分别按7.3.1.1测定设备内部时延,并比较其差值,应小于3ns。7.3.2定时偏差及精密度测试
7.3.2.1测试步骤
采用下列步骤测量定时偏差及精密度:6
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