高精度时间同步中的系统差多源数据综合解算技术研究

系统差精确确定是保持导航卫星高精度时间同步的基础，是卫星导航系统性能提升的关键技术之一。本项目针对自主卫星导航系统多设备和多频数据时延标定不准且不闭合问题，提出了综合利用多源数据解算、定位、分离系统差的思想，通过分析伪距相位、星地时间同步、站间时间同步等各类数据系统差的特性与影响特点，研究解决多种观测数据综合利用解算系统差技术、卫星和接收机不同频点设备时延精确分离技术、伪距数据多径误差消弱技术等关键技术，突破多星多数据联合处理方法、多站多星多冗余数据闭合差检验方法、三频伪距相位数据实时多径消除方法等核心算法，实现系统差优于1ns的处理精度，并采用实测数据试验验证探索软件解算方法来代替目前硬件设备的定期时延标定方法的可行性。研究成果不仅能够应用于卫星导航领域，而且对高精度时间同步、卫星测控、空间探测等领域也会起到参考借鉴作用。

多源数据间的系统性偏差是影响卫星导航系统服务性能的瓶颈技术之一。针对我国自主卫星导航系统多类型观测设备时延标定后仍存在系统性偏差，从而造成时间同步结果不闭合问题，项目立足于我国北斗系统具有多种类观测数据的特点，首次提出了利用软件综合解算多源数据间系统性偏差的新思想，并从多源数据系统差的特性与影响特点分析、多源数据综合解算系统差方法与精度评估、多种类型系统差定位与分离方法、自主卫星导航伪距数据多径误差消弱方法、实测数据试验验证与分析等5个方面进行了系统深入地研究，先后构建了软件综合解算的时间空间基准和系列一致性解算准则，建立了基于SLR并置的C波段站间自发自收系统差解算方法、基于多星定轨站钟约束的站间互发互收系统解算方法、基于卫星A/B双通道的异站星地时间同步数据系统差解算方法等一系列理论模型，突破了星地/站间时间同步数据系统差与钟差分离技术、卫星轨道与卫星钟差自洽技术、系统差解算精度检核与评估技术、伪距多径误差实时修正技术等多项核心关键技术，设计研制了国内首套集成多种类观测数据的系统差综合解算软件系统，实现了站间时间同步数据系统差解算精度优于0.5ns、三站闭合差优于0.3ns，星地时间同步数据系统差解算精度优于0.5ns、星地站间一体化闭合差优于0.4ns精度，有效解决了测量设备之间的系统差造成的星地/站间时间同步结果不闭合难题，显著提高了卫星钟差和测站钟差的同步精度。研究成果不仅具有重要的科学研究意义，而且为我国自主卫星导航系统的研制建设提供了理论基础与技术支撑，实现了科学研究与工程实践的有机结合，同时，对于无线电导航、时间频率、测控、大地测量等等相关领域研究也具有重要的参考意义。