北斗的授时服务是什么?

北斗的授时服务是什么?,第1张

北斗授时系统组成

空间部分包括两颗地球同步轨道卫星(GEO) 组成。卫星上带有信号转发装置,完成地面控制中心站和用户终端之间的双向无线电信号的中继任务。用户终端分为定位通信终端、集团用户管理站终端、差分终端、校时终端等。与GPS系统不同,所有用户终端位置的计算都是在地面控制中心站完成。因此,控制中心可以保留全部北斗终端用户机的位置及时间信息。同时,地面控制中心站还负责整个系统的监控管理。

与GPS、GLONASS、Galileo等国外的卫星导航系统相比,BD有自己的优点。如投资少,组建快;具有通信功能;捕获信号快等。但也存在着明显的不足和差距,如用户隐蔽性差;无测高和测速功能;用户数量受限制;用户的设备体积大、重量重、能耗大等。

北斗卫星导航系统”是由空间卫星、地面控制中心站和北斗用户终端三部分构成。

空间段由5颗地球静止轨道卫星和30颗非静止轨道卫星组成。地球静止轨道卫星分别位于东经5875度、80度、 110 5度、140度和160度。非静止轨道卫星由27颗中圆轨道(MEO)卫星和3颗倾斜同步轨道(IGSO)卫星组成。其中,ME0卫星轨道高度21500千米,位于3个轨道面上,轨道倾角55度; IGSO卫星轨道高度36000千米,位于3个轨道面上,轨道倾角55度。卫星均采用长征系列运载火箭发射。

地面段由主控站、注入站和若干监测站组成。主控站主要任务是收集各个监测站的观测数据,进行数据处理,生成卫星导航电文和差分完好性信息,完成任务规划与调度,实现系统运行管理与控制等。注入站主要任务是在主控站的统一调度下, 完成卫星导航电文、差分完好性信息注入和有效载荷的控制管理。监测站接收导航卫星信号,发送给主控站,实现对卫星的跟踪、监测,为卫星轨道确定和时间同步提供观测资料。

用户段由各类北斗用户终端组成。北斗用户机具有兼容GPS、GLONASS、GALILEO的功能。

工作体制

北斗卫星导航系统采用卫星无线电测定(RDSS) 与卫星无线电导航(RNSS )集成体制,既能像GPS、 CLONASS、 GALILEO系统一样,为用户提供卫星无线电导航服务,又具有位置报告及短报文通信功能。

北斗授时服务类型和性能指标

系统提供开放服务和接权服务,其中,开放服务面向全球范围,定位精度10米,授时精度20纳秒,测速精度02米/秒;授权服务包括全球范围更高性能的导航定定位服务,以及亚太地区的广域差分服务和短报文通信服务,其中,广域差分服务精度1米,短报文通信精度服务能力每次120个汉字。

系统在B1、B2和B3三个频段上发射三路开放服务导航信号、三路授权服务导航信号。B1是1559052MHz~ 1591 788MHz, B2是116622MHz~1217 37MHz,B3是1250618MHz~1286423MHz。

北斗授时系统与坐标系统

北斗卫星导航系统的系统时间称北斗时(BDT)。北斗时属原子时,起算历元时间是2006年1月1日0时0分0秒(UTC,协调世界时)。BDT溯源到我国协调世界时UTC(NTSC,国家授时中心),与UTC的时差控制准确度小于100ns。

*** 作步骤如下:
1、首先点击右下角的时间标签,然后点击更改日期和时间设置;
2、接着点击“更改时区”按钮;
3、然后先设置UTC+08:00北京,重庆。。。时区;
4、确定后,我们再到internet时间,点击更改设置按钮;
5、点击internetwinwin7com时间选项卡下的更改,勾选与internet时间服务器同步,然后在服务器地址栏输入国家授时中心服务器的IP地址:2107214544,单击“立即更新”按钮,最后确定就可以了。
中国科学院国家授时中心,位于陕西省西安市临潼区,前身为陕西天文台,是以时间频率研究、授时服务为主,同时开展天体测量学、太阳物理、日地关系、天体力学、人造卫星观测与研究的综合性天文研究机构。

时钟同步服务器授时原理:

XBD211北斗NTP时钟同步服务器利用卫星天线接收GPS北斗卫星时间信息,通过同轴线缆传输给时间服务器,时间服务器通过内部接收机接收卫星信号对本机进行时间同步,然后通过NTP网络协议传输给xbd706型指针式子钟及其他网络终端设备,使终端设备和时间服务器时间同步,该时间服务器还可以通过串口信息给串口终端设备授时,通过1PPS同步脉冲信号对时间服务器进行测试。

时钟同步服务器守时原理:

XBD211北斗NTP网络时间服务器通过接收卫星信号给终端设备授时的,当时间服务器失去卫星信号的情况时,就不能保证时间准确性了,这就需要时间服务器具守时功能。时间服务器内置高精度温补晶振,在卫星失锁的情况下,还可以实现长时间、高精度的守时功能,并提供准确时间信息和脉冲输出时间,是建立时间尺度和实现时间统一的专用授时仪器。时间服务器也可选择恒温晶振、铷原子钟、驯服恒温晶振模块、驯服铷钟模块等守时精度更高的模块。

时钟同步服务器产品功能:

XBD211北斗NTP网络时间服务器具时钟服务器是为大、中型局域网设备提供精确、标准、安全、稳定的多功能网络时间同步服务的最佳解决方案,XBD221-RB-DP (GPS+北斗+铷钟+双电源)时钟服务器采用高精度GPS/北斗双模授时接收机,提供精确的秒同步时钟信号,并由GPS/北斗授时接收机秒信号驯服校准,内置高稳定度铷原子钟,并由GPS/北斗授时接收机秒信号驯服校准,守时精度实现日漂移10微秒,XBD211时钟服务器采用软硬件协同的网络安全技术,标准的NTP和SNTP网络对时协议,工业级服务器主板,同时还可支持串口授时、1PPS脉冲信号输出,B码输出等功能。同时,XBD221时钟服务器内置双电源和锂电(选配),适合于政府等保密机房,在不允许外接卫星天线的情况下,可以在室接上卫星天线外把卫星时钟服务器时间校准,然后拔掉天线把设备抱到室内运行。

由于不是使用同步卫星,因此卫星相对于地面进行高速移动。所以必须使用相对论进行卫星时间的修正。

参照三球交汇定位的原理,根据3颗卫星到用户终端的距离信息,根据三维的距离公式,就依靠列出3个方程得到用户终端的位置信息,即理论上使用3颗卫星就可达成无源定位,但由于卫星时钟和用户终端使用的时钟间一般会有误差。

而电磁波以光速传播,微小的时间误差将会使得距离信息出现巨大失真,实际上应当认为时钟差距不是0而是一个未知数t,如此方程中就有4个未知数,即客户端的三位坐标(X,Y,Z),以及时钟差距t;

故需要4颗卫星来列出4个关于距离的方程式,最后才能求得答案,即用户端所在的三维位置,根据此三维位置可以进一步换算为经纬度和海拔高度。

若空中有足够的卫星,用户终端可以接收多于4颗卫星的信息时,可以将卫星每组4颗分为多个组,列出多组方程,后通过一定的算法挑选误差最小的那组结果,能够提高精度。

电磁波以30万千米/秒的光速传播,在测量卫星距离时,若卫星钟有一纳秒(十亿分之一秒)时间误差,会产生三十厘米距离误差。尽管卫星采用的是非常精确的原子钟,也会累积较大误差,因此地面工作站会监视卫星时钟,并将结果与地面上更大规模的更精确的原子钟比较,得到误差的修正信息。

最终用户通过接收机可以得到经过修正后的更精确的信息。当前有代表性的卫星用原子钟大约有数纳秒的累积误差,产生大约一米的距离误差。

为提高定位精度,还可使用差分技术。在地面上建立基准站,将其已知的精确坐标与通过导航系统给出的坐标相比较,可以得出修正数,对外发布,用户终端依靠此修正数,可以将自己的导航系统计算结果进行再次的修正,从而提高精度。例如,全球定位系统使用差分全球定位系统后,定位精度可达到5米左右。

扩展资料:

空间定位原理

在空间中若已经确定A、B、C三点的空间位置,且第四点D到上述三点的距离皆已知的情况下,即可以确定D的空间位置。

原理如下:因为A点位置和AD间距离已知,可以推算出D点一定位于以A为圆心、AD为半径的圆球表面,按照此方法又可以得到以B、C为圆心的另两个圆球,即D点一定在这三个圆球的交汇点上,即三球交汇定位。北斗的试验系统和正式系统的定位都依靠此原理。

“授时”是指利用无线电波发播标准时间信号的工作,国外常称为"time service"。根据授时手段的不同分为短波授时、长波授时、卫星授时、互联网和电话授时等。 (1)短波授时的基本方法是由无线电台发播时间信号(简称时号),用户用无线电接收机接收时号,然后进行本地对时。 (2)长波授时利用长波(低频)进行时间频率传递与校准,是一种覆盖能力比短波强,校准的准确度更高的授时方法。 (3)卫星授时可以实现发播信号大面积的覆盖,而且比起前两种授时方法,它的精度更高。根据卫星在授时中所起的作用卫星授时分为主动式和中转式。北京中新创科技有限公司,是一家致力于研发生产智能化网络产品授时服务的高科技企业。


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