一种导航系统时间溯源链路及其不确定度分析方法研究

【摘要】：测量不确定度的定量表示作为一个非常重要的概念,在计量学领域具有广泛普遍的应用。正如国际单位已渗透到各种科学技术的测量领域被全世界采用一样,所有的测量都要给出测量结果和测量不确定度。在时间频率测量与比对领域,导航系统时间溯源链路性能的准确评估对卫星导航系统具有十分重要的意义。目前,国际上采用不确定度来评估时间比对链路的性能,然而大家对于不确定度的评定方法还存在一定分歧,尚未达到完全一致。本课题主要针对GNSS共视比对链路带入的不确定度进行分析,研究了一种导航系统GNSS时间溯源链路及其不确定度分析方法,依据GNSS共视比对链路的特点提出了比对链路不确定度的分段分析方法,为时间溯源链路不确定度分析提供了理论基础,同时也为时间比对链路性能评估提供参考。论文的主要研究内容如下:(1)介绍了国际上现有的时间比对链路原理方法,对卫星双向、光纤时间传递以及GNSS共视原理进行了分析,并对信号传播过程中引起的时延误差修正进行了阐述;同时,对测量不确定度的概念以及评定方法进行了相应的详细介绍;(2)针对时间比对链路的特点,提出了GNSS时间比对链路不确定度的分段分析方法,研究了时间比对链路中A类和B类不确定度的分析方法。并针对时间传递过程的各个误差引入的不确定度做了分析;(3)基于某导航系统对其系统时间溯源链路的不确定度做出了评定。研究了导航系统的总体设计,共视数据处理方法,结合实测数据分析了导航系统时间溯源链路。以光纤比对链路为参考,通过计算GNSS共视比对结果相对于光纤比对结果的RMS,另外通过扣除系统偏差,计算单次测量结果的实验标准偏差,又通过计算时间方差三种方法对A类不确定度进行评估。对时间传递过程引入的不确定进行分段分析来评估时间比对链路的B类不确定度;(4)对某导航系统时间溯源链路A类与B类不确定度的分析结果进行了讨论,并且计算了某导航系统时间溯源来链路的合成不确定度以及扩展不确定度。