基于载波相位的卫星双向时间传递关键技术研究

Being an important fundamental quantity of physics，time and frequency plays an essential role whether in basic science or in the construction of national economy and national defence. It has been the strategic resource of countries competing to develop and utilize. Because of the high precision and long transmitting distance, TWSTFT took the fancy of time and frequency application and architecture researchers. However, with the development of atomic clock technology and with emerging of the better time accuracy demands, TWSTFT with code pseudorange measurement can’t satisfy the requirement for the code rate limited. Making carrie-phase as observations, for Carrier high frequency and short wavelength, is an effective and efficient solution to the problem. Combining the advantages of carrier-phase and TWSTFT, method of carrier-phase based TWSTFT is presented in the project. And the accordingly key technology will be researched, such as: 1. Research on the method of carrier-phase based TWSTFT. 2. Research on the control algorithm of keeping the code and carrier phase coherence at the satellite transmitter. 3. Research on the model of transponder local oscillator. 4. Analysis of the carrier-phase TWSTFT system error.

时间频率作为一个重要的基本物理量在国民经济、国防建设和基础科学研究中发挥着不可估量的作用，已成为世界各国竞相开发利用的重要战略资源。卫星双向时间传递系统由于精度高、传输距离远，受到时间频率领域技术研究者和体系建设者的青睐。随着原子钟技术的发展及更高精度时间同步需求的出现，目前的卫星双向系统受到码速率限制，其精度难于进一步提高，已不能满足当前高精度用户的需求。载波由于频率高，波长短，采用载波相位测量是解决卫星双向系统码速率限制的一种有效方法。GPS载波相位测量目前已达到厘米级测量精度，相对码伪距其精度提高了至少一个数量级。项目结合载波相位与卫星双向的优点，提出基于载波相位的卫星双向时间传递方法，对其关键技术进行研究，以进一步提高卫星双向时间传递精度。研究内容包括：1.卫星双向载波相位时间传递方法研究；2. 卫星出口处码和载波相位一致性控制技术研究；3.卫星转发器本振模型研究；4.误差模型研究

时间频率作为一个重要的基本物理量在国民经济、国防建设和基础科学研究中发挥着不可估量的作用，已成为世界各国竞相开发利用的重要战略资源。卫星双向时间传递系统由于精度高、传输距离远，受到时间频率领域技术研究者和体系建设者的青睐。随着原子钟技术的发展及更高精度时间同步需求的出现，目前的卫星双向系统受到码速率限制，其精度难于进一步提高，已不能满足当前高精度用户的需求。载波由于频率高，波长短，采用载波相位测量是解决卫星双向系统码速率限制的一种有效方法。项目结合载波相位与卫星双向的优点，提出基于载波相位的卫星双向时间传递方法，对其关键技术进行研究，以进一步提高卫星双向时间传递精度。研究内容包括四个方面，如：1.卫星双向载波相位时间传递方法研究；2. 卫星出口处码和载波相位一致性控制技术研究；3.卫星转发器本振模型研究；4.误差模型研究.在课题研究之初，本领域相关科学家对载波相位在卫星双向中是否能够应用一致持质疑态度，认为这种技术是不可能实现的。经过本课题的研究，对该科学质疑给出了肯定的答复，攻克了载波相位在卫星双向中应用的关键技术问题，验证了载波相位在卫星双向中应用的可行性，并给出了初步测试结果。