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双向时间同步系统的设备时延校准技术

  录入时间:2020-06-29 【打印此页】 【关闭

 根据伪码测距的时刻同步体系,因为设备时延包含在伪码测距的丈量值之中,影响了伪码测距体系根据测距值估量信号传达真实时延的精确性。时刻同步的精确度极大程度上受制于对设备时延的精确校准,若不加控制,此项过失或许到达数纳秒量级[1]。设备时延包含信号发射设备和接纳设备的时延,现有的关于设备时延的文献中一般将其直观地理解为信号收发设备中信号传输和处理的物理时延[2-3]。这样的说法其实不行全面。在实践体系中,多径、多址等过失要素必定存在[4-5],此时假定伪码测距接纳机运用不同的电路实现结构和信号处理算法,或许输入时钟等外部条件发生变化时[6],会等效引进不同的设备时延。因而,所谓设备时延并不仅仅指信号在介质中传输的物理时延,还应该包含在特定收发信机硬件、信号处理算法以及其他外部输入等条件下的等效设备时延。也就是说,任何关于接纳或发射设备时延的界说都应该是根据特定状况的接纳机的时延,脱离接纳机而界说的设备时延不具有对伪码测距值的批改作用,是没有意义的,时延校准技能有必要可以精确地校准包含上述要素的设备时延。时延校准技能实质上是运用伪码测距的技能手法,丈量和校准信号收发设备引进的信号传输和处理时延,是高精度伪码测距技能的一种特别运用。本文首要提出了物理意义清楚且易于丈量的根据接纳机意义的设备时延新界说,给出了设备时延的校准方案,在此基础上,对设备时延校准的有效性验证与运用进行研究。2设备时延界说21接纳设备时延假定在本地时刻参看点M,接纳天线相位中心处接纳到的信号内调制的时刻信息为A,当接纳设备处理不存在时延,接纳机的伪码测距值应为(M-A)。因而,当存在接纳设备时延时,假定伪码测距值为P,则接纳设备时延界说为P-(M-A)。其中,M、A、P为以秒计时的时刻。图1接纳设备时延构成模型Fig1Modelofequipmentdelayofreceiver伪码测距接纳设备的中心功用是从接纳到的扩频信号中恢复出时刻信息并与本地坚持的体系时刻进行比对,二者之差即为接纳机获得的伪码测距值。接纳设备时延的构成模型可以用图1阐明。图1中r0为信号接纳及预处理部分时延,一般包含滤波、扩展、变频、信号传输波导与电缆的时延,以及数字信号处理时延等;r1为输出秒脉冲基准点相对本地时刻参看的时延;r2为输入秒脉冲基准点相对本地时刻参看的时延;r3为参看伪码相对本地时刻参看的时延;r4为伪码测距值。对接纳设备而言,信号接纳基准点与本地时刻参看点之间的时延可以表明为r0-r3+r4。当接纳设备同步于外部输入时标信号时,接纳设备时延应归算到输入秒脉冲基准点,即r0-r3+r4-r2;当接纳设备不具有外部输入时标信号而具有输出秒脉冲信号时,接纳设备时延归算到输出秒脉冲基准点,即r0-r3+r4-r1。22发射设备时延假定接纳机接纳发射天线相位中心处的信号,伪码测距值为Q,设接纳机设备时延为R,则发射设备时延界说为伪码测距值与接纳设备时延之差,即Q-R。其中,Q、R为以秒计时的时刻。图2发射设备时延构成模型Fig2Modelofequipmentdelayoftransmitter伪码测距发射设备的中心功用是把本地坚持的时刻信息通过扩频信号发送出去。发射设备时延的构成模型可以用图2阐明。图2中s0为信号发射基准点相对本地时刻参看的时延,一般包含滤波、扩展、变频、信号传输波导与电缆的时延,以及数字信号处理时延等;s1为输出秒脉冲基准点相对本地时刻参看的时延;s2为输入秒脉冲基准点相对本地时刻参看的时延。