一種微基站中心站的時間同步處理方法技術

本發明專利技術公開了一種微基站的時間處理同步方法，所述方法包括：一、微基站中心站以觸發脈沖為時間基準生成用于多路轉發信號；二、導航/導頻信號轉發單元分別將接收到的轉發信號進行變頻生成導航信號；三、監測接收機分別計算監測接收機與微基站中心站之間各路信號的傳遞時間差的偏差；四，監測接收機將時間差的偏差與閾值進行比較；五，將傳遞時間差的偏差進行計算，得到待調整信號的粗鐘差控制字和精鐘差參數；六，微基站中心站根據粗鐘差控制字和精鐘差參數進行調整；通過本發明專利技術可以實現微基站定位系統內和微基站與空間衛星導航系統間的高精度時間同步，并具有成本低、簡單實用的優點。

Time synchronization processing method of micro base station central station

The invention discloses a micro base station time synchronization method, the method includes: a base station, micro center station to trigger pulse generation for multiple transmit signal as time reference; two, the navigation / pilot signal transmitting unit respectively the received signal to generate the navigation signal transmitted; monitoring receiver three, respectively. The calculation of transfer time difference deviation monitoring receiver and micro base station center station between the various signal; four, deviation and threshold monitoring receiver will compare the time difference; five, deviation transfer time difference calculation, control word and precision clock difference parameter difference to coarse clock signal to be adjusted; six, the micro base station the central station based on the coarse clock control word and precision clock parameters; the invention can achieve micro base station positioning system and micro base station and space satellite navigation system between high The method has the advantages of low precision, time synchronization, low cost, simplicity and practicability.

【技術實現步驟摘要】
一種微基站中心站的時間同步處理方法
本專利技術涉及衛星導航地基增強
，特別是一種微基站時間同步處理方法。
技術介紹
微基站是一種地面導航信號發射設備，用于支持和增強空間衛星導航系統的服務能力。并可與空間導航衛星的組合應用，即若干微基站加上不滿足定位條件(小于4顆)的空間GPS、北斗等導航衛星，可實現星地組合定位模式，能夠解決由于地理環境影響造成的可視導航衛星數不足、幾何構成不佳、信號電平過低等問題而不能實現連續無縫導航定位以及定位精度較低的情況。但為了實現這種星地同步工作，微基站中心站保證各轉發單元的時間高精度同步的是一個亟待解決的技術問題。目前，微基站系統的時間同步主要采用接收機單向授時法，通過輸出與空間導航衛星時間同步的1PPS信號(精度50ns)對微基站信號產生器進行觸發，最后利用觸發脈沖的上升沿產生與空間導航衛星同步的微基站導航信號，但它需要接收機配備脈沖信號產生與調相單元，增加了硬件成本和技術難度，且星地時間同步精度不高。本專利提供了一種數字化處理的微基站與空間導航衛星時間同步的方法，該方法通過計算得到微基站系統時間與衛星導航系統的星地同步鐘差，把該偏差進行精細化處理，生成電文控制字、微基站信號相位控制字和微基站電文鐘差修正參數，從而實現微基站與空間導航衛星的高精度時間同步。
技術實現思路
本專利技術的目的是：針對單向授時接收機同步方法的硬件成本高、同步精度低缺陷，設計了一種微基站時間同步處理方法，有效地解決地面微基站系統內和微基站與空間北斗/GPS導航衛星之間時間基準的高精度時間同步問題。為了達到上述目的，本專利技術采用的技術方案為：一種微基站中心站的時間同步處理方法，包括以下步驟：①微基站中心站以觸發脈沖為時間基準生成多路轉發信號，并分別將多路轉發信號對應發送給多個導航/導頻信號轉發單元；②每個導航/導頻信號轉發單元分別將接收到的轉發信號進行變頻生成導航信號，并將導航信號發送給監測接收機；③監測接收機同時接收多個導航/導頻信號轉發單元發出的導航信號，根據導航信號分別計算出監測接收機與微基站中心站之間各路信號的傳輸距離值；根據各路信號的傳輸距離值分別計算監測接收機與微基站中心站之間各路信號的傳遞時間差的偏差；④監測接收機分別將各路信號的傳遞時間差的偏差與設定閾值進行比較，找出各路信號中傳遞時間差的偏差大于閾值的信號，作為待調整信號；⑤監測接收機分別對待調整信號的傳遞時間差的偏差進行計算，得到待調整信號的粗鐘差控制字和精鐘差參數，將待調整信號的粗鐘差控制字發送給微基站中心站，將待調整信號的精鐘差參數寫入微基站中心站電文；⑥微基站中心站根據粗鐘差控制字和精鐘差參數進行調整；完成微基站中心站的時間同步處理。其中，步驟③中根據各路信號傳輸距離值分別計算監測接收機與微基站中心站之間各路信號的傳遞時間差的偏差，具體包括以下步驟：(301)建立偽距測量方程：其中：ρi為監測接收機與微基站中心站之間各路信號的傳輸距離值；Δts為微基站中心站硬件延遲，Ri為微基站中心站到第i個導航/導頻信號轉發單元的轉發信號傳輸延遲，τi為第i個導航/導頻信號轉發單元的硬件延遲；為第i個導航/導頻信號轉發單元到監測接收機的傳輸延遲；Δtr為監測接收機的接收時間誤差；為第i路信號在監測接收機產生的噪聲偏差，i＝1,2,3...n；(302)根據偽距測量方程計算微基站中心站各路信號傳遞時間差的偏差Δt：其中，步驟⑤中粗鐘差控制字包括電文幀控制字、電文字控制字、電文字數據位、擴頻碼控制字和擴頻碼片控制字；其中，電文幀控制字N1＝求整數(Δt/電文幀長度)；電文字控制字N2＝求整數[(Δt-N1*電文幀長度)/電文字長]；電文字數據位N3＝求整數[(Δt-N1*電文幀長度-N2*電文字長)/電文數據位長]；鐘差剩余量Δdt1＝Δt-N1*電文幀長度-N2*電文字長-N3*電文數據位長；擴頻碼控制字N4＝求整數(Δdt1/擴頻碼長)；擴頻碼片控制字N5＝求整數[(Δdt1-N4*擴頻碼長)/碼片長]。其中，步驟⑤中精鐘差參數包括時鐘偏差a0、時鐘偏移a1和時鐘偏移率a2；計算公式為：Δdt2＝a0+a1*(t-t0)+a2*(t-t0)2，其中，鐘差小數部分Δdt2＝Δdt1-N4*擴頻碼長-N5*碼片長，t為用戶機使用微基站信號進行定位的當前時刻，t0為參考時刻。本專利技術技術具有如下優點：(i)本專利技術設計的微基站定位系統采用同源的微基站中心站產生多路轉發信號，保證了多路信號間特性的一致性。(ii)本專利技術設計的微基站定位系統采用導航/導頻信號轉發單元的方式發射導航信號，避免了上行轉發信號對導航信號的干擾。(iii)本專利技術設計的微基站定位系統采用數學的方式，處理方式簡單，節約硬件成本。(iv)本專利技術提出了粗鐘差控制字和精鐘差數據的處理方法，能夠使用戶接收機輸出的微基站偽距測量值穩定，具有便于用戶機進行粗差檢測的特點。附圖說明圖1是本專利技術的系統示意圖；圖2是本專利技術的時間差的偏差計算示意圖；圖3是本專利技術的處理流程圖。具體實施方式下面結合具體實施例和附圖對本專利技術做進一步的描述：本專利技術的系統示意圖如圖1所示，包括微基站中心站、多個導航/導頻信號轉發單元和監測接收機；本專利技術流程如圖3，一種微基站中心站的時間同步處理方法，包括以下步驟：①微基站中心站以觸發脈沖為時間基準生成多路轉發信號，并分別將多路轉發信號對應發送給多個導航/導頻信號轉發單元；②每個導航/導頻信號轉發單元分別將接收到的轉發信號進行變頻生成導航信號，并將導航信號發送給監測接收機；③監測接收機同時接收多個導航/導頻信號轉發單元發出的導航信號，根據導航信號分別計算出監測接收機與微基站中心站之間各路信號的傳輸距離值；根據各路信號的傳輸距離值分別計算監測接收機與微基站中心站之間各路信號的傳遞時間差的偏差；示意圖如圖2，具體包括以下步驟：(301)建立偽距測量方程：其中：ρi為監測接收機與微基站中心站之間各路信號的傳輸距離值；Δts為微基站中心站硬件延遲，Ri為微基站中心站到第i個導航/導頻信號轉發單元的轉發信號傳輸延遲，τi為第i個導航/導頻信號轉發單元的硬件延遲；為第i個導航/導頻信號轉發單元到監測接收機的傳輸延遲；Δtr為監測接收機的接收時間誤差；為第i路信號在監測接收機產生的噪聲偏差，i＝1,2,3...n；(302)根據偽距測量方程計算微基站中心站各路信號傳遞時間差的偏差Δt：忽略多徑和其他環境因素的影響，可得微基站中心站各單元的信號傳輸誤差如上公式所示。④監測接收機分別將各路信號的傳遞時間差的偏差與設定閾值進行比較，找出各路信號中傳遞時間差的偏差大于閾值的信號，作為待調整信號；⑤監測接收機分別對待調整信號的傳遞時間差的偏差進行計算，得到待調整信號的粗鐘差控制字和精鐘差參數，將待調整信號的粗鐘差控制字發送給微基站中心站，將待調整信號的精鐘差參數寫入微基站中心站電文；所述的粗鐘差控制字包括電文幀控制字、電文字控制字、電文字數據位、擴頻碼控制字和擴頻碼片控制字；其中，電文幀控制字N1＝求整數(Δdt/電文幀長度)，如果微基站采用類似GPSL1電文結構，電文幀長度為6s；電文字控制字N2＝求整數[(Δdt-N1*電文幀長度)/電文字長]，如果微基站采用類似GPSL1電文結構，電文字長度本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種微基站中心站的時間同步處理方法，其特征在于，包括以下步驟：①微基站中心站以觸發脈沖為時間基準生成多路轉發信號，并分別將多路轉發信號對應發送給多個導航/導頻信號轉發單元；②每個導航/導頻信號轉發單元分別將接收到的轉發信號進行變頻生成導航信號，并將導航信號發送給監測接收機；③監測接收機同時接收多個導航/導頻信號轉發單元發出的導航信號，根據導航信號分別計算出監測接收機與微基站中心站之間各路信號的傳輸距離值；根據各路信號的傳輸距離值分別計算監測接收機與微基站中心站之間各路信號的傳遞時間差的偏差；④監測接收機分別將各路信號的傳遞時間差的偏差與設定閾值進行比較，找出各路信號中傳遞時間差的偏差大于閾值的信號，作為待調整信號；⑤監測接收機分別對待調整信號的傳遞時間差的偏差進行計算，得到待調整信號的粗鐘差控制字和精鐘差參數，將待調整信號的粗鐘差控制字發送給微基站中心站，將待調整信號的精鐘差參數寫入微基站中心站電文；⑥微基站中心站根據粗鐘差控制字和精鐘差參數進行調整；完成微基站中心站的時間同步處理。

【技術特征摘要】
1.一種微基站中心站的時間同步處理方法，其特征在于，包括以下步驟：①微基站中心站以觸發脈沖為時間基準生成多路轉發信號，并分別將多路轉發信號對應發送給多個導航/導頻信號轉發單元；②每個導航/導頻信號轉發單元分別將接收到的轉發信號進行變頻生成導航信號，并將導航信號發送給監測接收機；③監測接收機同時接收多個導航/導頻信號轉發單元發出的導航信號，根據導航信號分別計算出監測接收機與微基站中心站之間各路信號的傳輸距離值；根據各路信號的傳輸距離值分別計算監測接收機與微基站中心站之間各路信號的傳遞時間差的偏差；④監測接收機分別將各路信號的傳遞時間差的偏差與設定閾值進行比較，找出各路信號中傳遞時間差的偏差大于閾值的信號，作為待調整信號；⑤監測接收機分別對待調整信號的傳遞時間差的偏差進行計算，得到待調整信號的粗鐘差控制字和精鐘差參數，將待調整信號的粗鐘差控制字發送給微基站中心站，將待調整信號的精鐘差參數寫入微基站中心站電文；⑥微基站中心站根據粗鐘差控制字和精鐘差參數進行調整；完成微基站中心站的時間同步處理。2.根據權利要求1中所述的一種微基站中心站的時間同步處理方法，其特征在于：步驟③中根據各路信號傳輸距離值分別計算監測接收機與微基站中心站之間各路信號的傳遞時間差的偏差，具體包括以下步驟：(301)建立偽距測量方程：其中：ρi為監測接收機與微基站中心站之間各路信號的傳輸距離值；Δts為微基站中心站硬件延遲，Ri為微基站中心站到第i個導航/...

【專利技術屬性】
技術研發人員：甘興利，蔚保國，張衡，李雅寧，祝瑞輝，
申請(專利權)人：中國電子科技集團公司第五十四研究所，
類型：發明
國別省市：河北,13