GNSS超快速產(chǎn)品在全球標(biāo)準(zhǔn)時間復(fù)現(xiàn)中的應(yīng)用

許龍霞，樊多盛，劉 婭，陳瑞瓊，李孝輝,3

(1.中國科學(xué)院國家授時中心，西安 710600；2.中國科學(xué)院精密導(dǎo)航定位與定時技術(shù)重點(diǎn)實驗室，西安 710600；3. 中國科學(xué)院大學(xué)電子電氣與通信工程學(xué)院，北京 101048)

0 引言

隨著社會的進(jìn)步和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，人們對時間同步精度的要求越來越高，天文觀測、國防安全、基礎(chǔ)科學(xué)、通信以及金融等相關(guān)領(lǐng)域均需要高精度的時間信息。目前，衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的授時和時間同步技術(shù)應(yīng)用范圍較廣，時間精度需求在納秒量級的用戶，主要使用基于導(dǎo)航系統(tǒng)的共視時間比對、全視時間比對、基于通信衛(wèi)星的雙向時間比對以及光纖時間傳遞等手段。這幾種方法主要適用于國際守時實驗室之間的時間比對和衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)地面監(jiān)測站之間的時間同步等少數(shù)特殊應(yīng)用場景，不能滿足計量校準(zhǔn)、通信、儀器制造、金融和證券交易以及軍事等各行業(yè)普通用戶對標(biāo)準(zhǔn)時間頻率信號的需求。

隨著各行各業(yè)用戶對高精度時間頻率信號資源需求的增加，國內(nèi)外的守時實驗室均開發(fā)了基于導(dǎo)航衛(wèi)星共視的時間比對服務(wù)。美國國家技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)研究院(National Institute of Standard and Technology，NIST)較早建立了基于全球定位系統(tǒng)(Global Positioning System，GPS)共視比對的時間測量與分析服務(wù)系統(tǒng)，可服務(wù)于任何需要保持精確本地時間的用戶。該系統(tǒng)連續(xù)監(jiān)測用戶本地時間與UTC(NIST)的偏差，每10min將監(jiān)測結(jié)果通過互聯(lián)網(wǎng)發(fā)送給用戶。系統(tǒng)還可為用戶提供基于銣鐘和銫鐘的可馴鐘，為用戶提供同步到標(biāo)準(zhǔn)時間UTC(NIST)的時間頻率信號，相當(dāng)于在用戶本地復(fù)現(xiàn)了國家標(biāo)準(zhǔn)時間。該系統(tǒng)的時間比對不確定度為10ns，頻率比對不確定度為1×10(1，1天平均)。英國國家物理實驗室(Na-tional Physical Laboratory，NPL)也開發(fā)了類似的系統(tǒng)，為用戶提供溯源至標(biāo)準(zhǔn)時間UTC(NPL)的時間校準(zhǔn)服務(wù)，通過共視終端在用戶本地復(fù)現(xiàn)出與UTC(NPL)同步的時間頻率信號，同時可以保證服務(wù)的完好性。該服務(wù)的時間比對不確定度為10ns(1)，頻率不確定度為5×10(1，1天平均)。隨著Galileo系統(tǒng)的逐步建設(shè)，歐洲在其2010—2020十年規(guī)劃中提出建設(shè)基于Galileo和歐洲地球同步衛(wèi)星導(dǎo)航增強(qiáng)服務(wù)系統(tǒng)(European Geostationary Navigation Overlay Service，EGNOS) 的魯棒授時與時間同步服務(wù)系統(tǒng)。已建成了基于Galileo和EGNOS的試驗驗證系統(tǒng)，該系統(tǒng)可以通過電視/廣播、網(wǎng)絡(luò)、光纖、通信衛(wèi)星等鏈路發(fā)播時間同步服務(wù)，滿足不同精度用戶對時間的需求。

國內(nèi)的中國計量研究院、航天科工203所和中國科學(xué)院國家授時中心也都研制了提供類似時間測量的服務(wù)系統(tǒng)。中國計量研究院研制的高準(zhǔn)確度遠(yuǎn)程時間溯源系統(tǒng)，實現(xiàn)了用戶與UTC(NIM)的實時同步，時間偏差不超過±20ns。中國科學(xué)院國家授時中心研制了基于衛(wèi)星共視比對的遠(yuǎn)程時間配送系統(tǒng)，開發(fā)了基于氫鐘、銫鐘、高性能銣鐘、普通銣鐘和恒溫晶振等不同精度類型的配送終端。該系統(tǒng)2000km內(nèi)的配送精度優(yōu)于5ns，目前用戶已覆蓋陜西、天津和北京，并與中興通信合作計劃將該系統(tǒng)應(yīng)用于5G時間同步網(wǎng)。

基于衛(wèi)星共視比對的時間復(fù)現(xiàn)系統(tǒng)主要包括基準(zhǔn)終端、復(fù)現(xiàn)終端和數(shù)據(jù)處理中心三部分?；鶞?zhǔn)終端以守時實驗室的時間頻率信號作為參考，接收全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)(Global Navigation Satellite System，GNSS)信號，監(jiān)測導(dǎo)航系統(tǒng)時間與參考時間的偏差，以固定的間隔生成時差數(shù)據(jù)。復(fù)現(xiàn)終端以本地鐘的時間頻率信號作為參考，監(jiān)測衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)時間與用戶本地時間的偏差，按規(guī)定的間隔保存數(shù)據(jù)，完成一個測量周期后，基準(zhǔn)終端和復(fù)現(xiàn)終端同時將觀測數(shù)據(jù)發(fā)送至數(shù)據(jù)處理中心?；贕NSS共視的原理，根據(jù)基準(zhǔn)終端和復(fù)現(xiàn)終端觀測的共同衛(wèi)星，計算當(dāng)前觀測周期用戶鐘本地時間與UTC(NTSC)的時差值。將該時差值發(fā)送給用戶本地鐘，結(jié)合歷史時差值計算調(diào)整量，駕馭終端內(nèi)部時鐘，輸出與UTC(NTSC)同步的1PPS和10MHz信號。

上述時間服務(wù)系統(tǒng)均是基于GNSS衛(wèi)星共視比對原理實現(xiàn)的。共視時間傳遞方法的局限性在于共視比對精度受比對兩地之間基線長度的限制，基線越長，兩地共同可視的衛(wèi)星數(shù)目越少，且星歷誤差和電離層延遲誤差在衛(wèi)星至比對兩地方向的相關(guān)性越低，比對精度越差。因此，共視時間比對方法的固有缺陷制約了時間服務(wù)系統(tǒng)的服務(wù)范圍，不適宜為超遠(yuǎn)距離用戶提供時間服務(wù)。

1 基于GNSS超快速預(yù)報產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)時間全球復(fù)現(xiàn)原理

為解決基于衛(wèi)星共視比對的時間復(fù)現(xiàn)系統(tǒng)的服務(wù)范圍問題，需要從根本上改變時間比對方式。全視比對廣泛應(yīng)用于守時，實現(xiàn)了不同守時實驗室原子鐘間的時差精確測量。為盡可能消除星歷和星鐘誤差對測量值的影響，一般使用最終精密星歷和鐘差產(chǎn)品，滯后實現(xiàn)任意守時實驗室間鐘差的測量。復(fù)現(xiàn)系統(tǒng)采用全視比對方法，但是需要實時計算比對時差，以滿足實時駕馭復(fù)現(xiàn)終端內(nèi)部時鐘的需求。考慮到實時的要求，在損失部分比對精度但滿足復(fù)現(xiàn)終端性能指標(biāo)的前提下，使用GNSS超快速預(yù)報產(chǎn)品實現(xiàn)。下面先介紹基于全視比對的標(biāo)準(zhǔn)時間復(fù)現(xiàn)方法，然后介紹超快速預(yù)報產(chǎn)品的具體使用方法。

基于全視比對的標(biāo)準(zhǔn)時間復(fù)現(xiàn)方法如圖1所示，時間服務(wù)基準(zhǔn)終端以守時實驗室時頻信號作為參考輸入，測量獲得GNSS衛(wèi)星觀測數(shù)據(jù)?；贕NSS超快速產(chǎn)品(預(yù)測部分)提供的軌道與鐘差數(shù)據(jù)，通過多項式內(nèi)插得到觀測時刻的衛(wèi)星位置和鐘差，精確改正星歷誤差和星鐘誤差?；陔p頻觀測值確定電離層延遲改正值，采用經(jīng)驗?zāi)Ｐ透恼龑α鲗友舆t。此外，還需進(jìn)行Sagnac效應(yīng)改正、衛(wèi)星天線相位中心改正及衛(wèi)星硬件延遲改正。

圖1 基于全視比對的標(biāo)準(zhǔn)時間復(fù)現(xiàn)方法Fig.1 Comparison of ultra-rapid products of different institutes

接收機(jī)端進(jìn)行硬件延遲改正、天線電纜延遲改正和參考信號延遲改正。結(jié)合內(nèi)部計數(shù)器模塊測得外部參考信號與接收機(jī)1PPS的時差，得到當(dāng)前歷元參考信號與可視衛(wèi)星之間的鐘差。對同一歷元衛(wèi)星鐘差按高度角加權(quán)，得到基準(zhǔn)端在當(dāng)前歷元的全視星站鐘差，簡稱為主站星站鐘差。

復(fù)現(xiàn)終端以晶振或原子鐘輸出的時頻信號為參考，通過觀測GNSS衛(wèi)星，同理獲得終端本地時間與可視衛(wèi)星時間之間的鐘差，經(jīng)加權(quán)綜合，得到從站星站鐘差。

主從站星站鐘差均發(fā)送到云處理中心，通過配置主從站點(diǎn)，實現(xiàn)基準(zhǔn)終端與復(fù)現(xiàn)終端、復(fù)現(xiàn)終端之間的任意配對，完成數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)。復(fù)現(xiàn)終端實時接收基準(zhǔn)終端的星站鐘差并計算校準(zhǔn)量，根據(jù)校準(zhǔn)量計算駕馭參數(shù)，控制復(fù)現(xiàn)終端內(nèi)部時鐘，使其輸出與UTC(k)同步的時間頻率信號。

主從星站鐘差為本地時間與超快速產(chǎn)品鐘差參考時間基準(zhǔn)的差值，互差計算校準(zhǔn)量的過程中，消除了產(chǎn)品參考時間基準(zhǔn)的影響，得到UTC(k)與復(fù)現(xiàn)終端本地時間的差值。因此，只要保證基準(zhǔn)終端和復(fù)現(xiàn)終端在同一時刻使用相同的超快速產(chǎn)品即可。

從上述過程可以看出，由于不需約束基準(zhǔn)終端和復(fù)現(xiàn)終端必須同時可視相同衛(wèi)星，該方法復(fù)現(xiàn)的時頻信號精度與距離無關(guān)。目前，國際GNSS服務(wù)(International GNSS Service，IGS)和國際GNSS監(jiān)測評估系統(tǒng)(International GNSS Monitoring & Assessment System，iGMAS)產(chǎn)品綜合中心以及多家數(shù)據(jù)分析中心都發(fā)布了衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的超快速軌道和鐘差產(chǎn)品。

2 GNSS超快速產(chǎn)品特點(diǎn)分析與使用

IGS和iGMAS等機(jī)構(gòu)提供了多種類型的數(shù)據(jù)產(chǎn)品，可滿足事后和實時應(yīng)用，最終產(chǎn)品多用于事后數(shù)據(jù)處理和精密分析。對于實時應(yīng)用，目前有超快速預(yù)報產(chǎn)品和實時數(shù)據(jù)流產(chǎn)品可用。設(shè)計要求復(fù)現(xiàn)終端輸出時間信號的精度優(yōu)于5ns，主要受時間比對和鐘駕馭的影響。對于復(fù)現(xiàn)終端內(nèi)部不同類型的時鐘，設(shè)計的控鐘算法可以將鐘駕馭誤差控制在1ns以內(nèi)。因此，要求時間比對精度優(yōu)于5ns，分解到星歷和星鐘，要求這兩部分誤差控制在3ns以內(nèi)。

實時數(shù)據(jù)流采用互聯(lián)網(wǎng)國際海運(yùn)事業(yè)無線電技術(shù)委員會(Radio Technical Commission for Maritime services，RTCM)制定的網(wǎng)絡(luò)傳輸協(xié)議(Networked Transport of RTCM via Internet Protocol，NTRIP)格式播發(fā)，實時數(shù)據(jù)接收受限于網(wǎng)絡(luò)通信的影響，可能存在數(shù)據(jù)延遲或中斷。軌道精度優(yōu)于5cm，鐘差精度優(yōu)于0.3ns。超快速產(chǎn)品(預(yù)測部分)軌道優(yōu)于5cm，鐘差優(yōu)于3ns，均為均方根值，以文件形式提前一天發(fā)布。不同分析中心發(fā)布超快速產(chǎn)品的更新間隔不同，有每1h、每6h、每天不等，每個文件至少包含一天的預(yù)測時長。鑒于實時數(shù)據(jù)流存在的問題，復(fù)現(xiàn)系統(tǒng)中采用超快速產(chǎn)品。實際應(yīng)用中需要考慮產(chǎn)品文件是否按時上傳，這是選擇下載產(chǎn)品文件的首要條件，文件是否按時上傳將直接影響實時應(yīng)用。此外，文件下載速度和產(chǎn)品文件的大小等因素也要考慮。相同網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下獲取國外分析中心產(chǎn)品文件的速度低于國內(nèi)分析中心。此外，為保證終端的長期穩(wěn)定運(yùn)行，解壓后的產(chǎn)品文件占用硬盤空間大小也是需要關(guān)注的因素。

表1從文件大小、更新頻度、產(chǎn)品覆蓋的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)等方面比較了歐洲定軌中心(Centre for Or-bit Determination in Europe，CODE)、iGMAS、IGS和武漢大學(xué)四家超快速產(chǎn)品，其中選用CODE預(yù)報一天的產(chǎn)品(.EPH_P文件)、iGMAS綜合數(shù)據(jù)分析中心的超快速文件、IGS IGN數(shù)據(jù)分析中心發(fā)布的IGU產(chǎn)品文件，以及武漢大學(xué)數(shù)據(jù)分析中心發(fā)布的小時超快速產(chǎn)品文件。

表1 不同機(jī)構(gòu)超快速產(chǎn)品特點(diǎn)對比

2.1 產(chǎn)品文件無重疊時使用方法

以CODE發(fā)布的超快速產(chǎn)品為例，每天更新一個文件，數(shù)據(jù)時標(biāo)為GPS時間(GPS Time，GPST)。CODE發(fā)布兩類軌道(含鐘差)預(yù)測文件，一類為預(yù)測未來第1天的軌道鐘差值，文件后綴為EPH_P；另一類為預(yù)測未來第2天的軌道鐘差值，文件后綴為EPH_P2，選擇使用第一類即可滿足要求。

復(fù)現(xiàn)系統(tǒng)內(nèi)部計算時標(biāo)采用UTC，因此終端輸出觀測數(shù)據(jù)時標(biāo)轉(zhuǎn)換為UTC。圖2給出了產(chǎn)品文件不重疊時的使用方法?？紤]到UTC與GPST之間當(dāng)前存在18s的閏秒，第一天的.EPH_P文件的最后一組數(shù)據(jù)時標(biāo)為UTC 23h:44m:42s，通過內(nèi)插15min的軌道和鐘差值，可以得到截止UTC 23h:59m:42s之前時段的軌道和鐘差值。第二天的產(chǎn)品文件的第一組數(shù)據(jù)時標(biāo)為第一天的UTC 23h:59m:42s，通過內(nèi)插可以得到第一天自UTC 23h:44m:42s開始的軌道和鐘差值。因此，相鄰2天的產(chǎn)品文件在UTC 23h:44m:42s～UTC 23h:59m:42s期間均可用，可在此期間完成文件更換。

圖2 產(chǎn)品文件不重疊時的使用方法Fig.2 Method of usage with non-overlapping products files

CODE超快速產(chǎn)品文件均是從當(dāng)天GPST的零點(diǎn)到23h:45m:00s，看似相鄰文件之間不存在重疊，實際使用中通過內(nèi)插可以將文件的有效使用時長向前、向后分別延長15min。在相鄰2天產(chǎn)品文件的延長重疊時段完成文件更新即可。

更換文件時間確定后，也就約束了產(chǎn)品文件的下載時間，要求第二天的產(chǎn)品文件在更換之前下載完成。實際中，為保證文件下載成功，超前于文件使用時刻2h啟動下載，間隔一定的時間，如5min，檢測文件是否下載成功。

實際中，CODE提前一天更新后一天的預(yù)測文件(周日更新的時間相對較晚)，可以使用連續(xù)2天的超快速文件。采用10階拉格朗日多項式對15min一組的衛(wèi)星位置和鐘差進(jìn)行內(nèi)插，內(nèi)插的頻度為每秒。因此，只需提前1h15min聯(lián)合使用后一天的超快速產(chǎn)品文件即可。

2.2 產(chǎn)品文件有重疊時使用方法

以IGS超快速產(chǎn)品為例說明，每天更新4次，每個文件的有效時長為24h。為保證盡可能使用最新的、精度最高的數(shù)據(jù)，每天定時在文件更新后下載，下載成功后即更換使用新文件，每個文件的實際使用時長約6h。

此情況相對簡單，各文件之間數(shù)據(jù)存在重疊時段。圖3所示為產(chǎn)品文件有重疊情況下的使用方法，箭頭所示為產(chǎn)品文件的下載時刻，滯后3h更新。更新后即下載，下載成功后使用當(dāng)前文件中的最近6h數(shù)據(jù)；等下一個文件上傳后，再下載使用最新文件中的6h數(shù)據(jù)，依次類推。

圖3 產(chǎn)品文件重疊時的使用方法Fig.3 Method of usage with overlapping products files

2.3 產(chǎn)品文件備用下載

實際應(yīng)用中，為防止單一數(shù)據(jù)源產(chǎn)品文件上傳不及時，除了主用下載地址外，還要設(shè)置至少1個備用下載地址。在主用下載地址數(shù)據(jù)失效前切換使用備用地址下載產(chǎn)品文件，當(dāng)主用地址文件更新后及時切換回來。

此外，主用與備用數(shù)據(jù)源的時間參考基準(zhǔn)要保持一致，這樣才能在切換使用備用地址產(chǎn)品文件后，獲得與主用地址一致性較好的數(shù)據(jù)，避免出現(xiàn)階躍式跳變。

此外，IGS與iGMAS提供的GNSS產(chǎn)品的數(shù)據(jù)時標(biāo)不同，IGS超快速產(chǎn)品時標(biāo)為GPST，超前UTC 18s;iGMAS超快速產(chǎn)品時標(biāo)為BDT，超前UTC 4s。而觀測數(shù)據(jù)以UTC為時標(biāo)，在使用不同機(jī)構(gòu)的產(chǎn)品數(shù)據(jù)時，需要考慮不同產(chǎn)品的時標(biāo)轉(zhuǎn)換問題。

3 GNSS超快速預(yù)報產(chǎn)品的鐘差參考基準(zhǔn)

在解算GNSS超快速產(chǎn)品時，數(shù)據(jù)分析中心和產(chǎn)品綜合中心對鐘差參考基準(zhǔn)的處理策略不同。

數(shù)據(jù)分析中心解算鐘差的策略是先固定某一參考鐘(可以為衛(wèi)星鐘或接收機(jī)鐘)，再確定其他接收機(jī)和衛(wèi)星與參考鐘的相對鐘差。固定參考鐘后，衛(wèi)星絕對鐘差相對于參考鐘絕對鐘差的差值即為相對鐘差，產(chǎn)品文件中的鐘差均為相對鐘差。因此，各數(shù)據(jù)分析中心的鐘差產(chǎn)品與選定的衛(wèi)星鐘和接收機(jī)鐘的變化趨勢一致。

產(chǎn)品綜合中心接收各數(shù)據(jù)分析中心解算的鐘差解，將各數(shù)據(jù)分析中心的鐘差參考基準(zhǔn)統(tǒng)一到廣播星歷的鐘差參考基準(zhǔn)或地面保持的時間尺度后，如IGST，再進(jìn)行加權(quán)綜合。使用一次多項式模型表征不同數(shù)據(jù)分析中心參考基準(zhǔn)相對于廣播星歷鐘差參考基準(zhǔn)的偏差。因此，產(chǎn)品綜合中心鐘差產(chǎn)品的參考基準(zhǔn)與選定的參考基準(zhǔn)變化一致。

在嚴(yán)格控制主從站在相同時刻使用同一產(chǎn)品文件的情況下，可以忽略產(chǎn)品鐘差參考基準(zhǔn)對校準(zhǔn)量的影響。但實際中，由于數(shù)據(jù)處理速度的影響，大部分情況下無法實現(xiàn)嚴(yán)格的同步，造成校準(zhǔn)量出現(xiàn)跳變。而實時鐘駕馭對校準(zhǔn)量的變化非常敏感，為盡可能降低鐘差產(chǎn)品參考基準(zhǔn)對復(fù)現(xiàn)時頻信號的影響，要求產(chǎn)品參考基準(zhǔn)盡可能變化平穩(wěn)。下面以武漢大學(xué)的產(chǎn)品為例，說明主從站使用產(chǎn)品精確同步與不同步情況下對復(fù)現(xiàn)結(jié)果的影響。

3.1 主從站使用超快速產(chǎn)品精確同步下鐘差參考對鐘駕馭的影響

測試時段：主從站近零基線，2021.4.25 4:00～2021.4.26 7:00，共27h。

測試站點(diǎn)：22號站為基準(zhǔn)終端，簡稱主站，工作在測量模式；23號站為復(fù)現(xiàn)終端，簡稱從站，工作在駕馭銣模塊模式。主站外接UTC(NTSC)時頻信號，測得星站鐘差為UTC(NTSC)與超快速產(chǎn)品的鐘差參考時間的偏差。

星站鐘差獲取方式：GPS 全視(All-in-View，AV)。

超快產(chǎn)品來源：使用武漢大學(xué)IGS數(shù)據(jù)分析中心的超快速產(chǎn)品，每1h更新一個數(shù)據(jù)文件。實際使用中為減少數(shù)據(jù)下載頻度，每6h下載一次，使用最新的數(shù)據(jù)文件。

從圖4可以看出，由于鐘差產(chǎn)品的參考時間存在單向變化，導(dǎo)致主站的全視星站鐘差存在單向漂移。因UTC(NTSC)變化平穩(wěn)，可初步推算該產(chǎn)品鐘差參考基準(zhǔn)一天漂移約26ns，對應(yīng)頻偏約為26ns/86400s=3×10s/s。

圖4 主從站星站鐘差數(shù)據(jù)Fig.4 Clock bias of master and slave stations

在主從站通信網(wǎng)絡(luò)理想、兩站下載和使用數(shù)據(jù)產(chǎn)品的時刻嚴(yán)格同步時，主站和從站星站鐘差同時發(fā)生跳變，如圖4所示。數(shù)據(jù)交換后，對應(yīng)時刻的校準(zhǔn)量無跳變，對實時鐘駕馭無影響，如圖5所示。

圖5 主從站同步下的校準(zhǔn)數(shù)據(jù)Fig.5 Correction data when master-slave stations are synchronized

從站星站鐘差變化的總體趨勢與主站一致，不同的是其局部變化相對波動大，主要受鐘駕馭策略的影響。

3.2 主從站使用超快速產(chǎn)品不同步下鐘差參考對鐘駕馭的影響

測試時段：主從站近零基線，2021.4.21 9:00～ 2021.4.22 2:00，共17h。

測試站點(diǎn)：22號站為基準(zhǔn)終端，簡稱主站，工作在測量模式；23號站為復(fù)現(xiàn)終端，簡稱從站，工作在駕馭銣模塊模式。

星站鐘差獲取方式：GPS 全視(AV)。

超快產(chǎn)品來源：武漢大學(xué)IGS數(shù)據(jù)分析中心。

圖6所示為主從站使用產(chǎn)品文件不同步時的星站鐘差值。從圖6可以看出，在新產(chǎn)品文件更新時，從站使用新文件的時刻滯后于主站使用新文件的時刻，導(dǎo)致兩者校準(zhǔn)數(shù)據(jù)在延遲時段內(nèi)出現(xiàn)二十幾納秒的跳變，如圖7所示。

圖6 主從站星站鐘差Fig.6 Clock biases of master station and slave station

圖7 主從站不同步下的校準(zhǔn)數(shù)據(jù)Fig.7 Correction data when master-slave stations are nonsynchronized

該跳變量直接影響計算的校準(zhǔn)量，駕馭算法對校準(zhǔn)量的階躍式變化非常敏感，快速調(diào)整銣模塊的頻偏，發(fā)生過調(diào)現(xiàn)象。二十多納秒的階躍導(dǎo)致出現(xiàn)反向80ns～100ns的振蕩，而后逐漸恢復(fù)到穩(wěn)定狀態(tài)。

從3.1節(jié)和3.2節(jié)的分析可以看出，在鐘差產(chǎn)品參考時間不平穩(wěn)的情況下，主從站使用產(chǎn)品文件時刻不同步會對實時鐘駕馭造成明顯的影響。實際中，受處理速度等因素的影響，很難保證主從端嚴(yán)格同步。因此，在選擇超快速產(chǎn)品文件時，鐘差產(chǎn)品的參考基準(zhǔn)是需要考慮的一個重要因素。

要求鐘差產(chǎn)品的參考基準(zhǔn)是駕馭后的，例如守時實驗室的時間尺度，維持在恒定值，不能存在明顯的頻偏。例如，可以以衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)時間為參考，也可以以守時實驗室保持的時間尺度為參考，還可以建立維持一個與守時實驗室時間同步的時間尺度。

4 結(jié)論

在全視標(biāo)準(zhǔn)時間復(fù)現(xiàn)系統(tǒng)中，采用超快速產(chǎn)品實時改正衛(wèi)星鐘差和星歷誤差?；诨鶞?zhǔn)端和復(fù)現(xiàn)端的星站鐘差值計算校準(zhǔn)量，實時駕馭終端內(nèi)部時鐘。本文詳細(xì)討論了超快速產(chǎn)品文件的使用方法和鐘差參考基準(zhǔn)對鐘駕馭的影響，得出如下幾點(diǎn)重要結(jié)論：

1)實時鐘駕馭與事后處理差別較大，對超快速產(chǎn)品數(shù)據(jù)的質(zhì)量要求非常高，應(yīng)盡量避免校準(zhǔn)數(shù)據(jù)中出現(xiàn)階躍式變化。

2)可以提供超快速產(chǎn)品文件的機(jī)構(gòu)較多，但并不是每家的產(chǎn)品都能滿足鐘駕馭的要求。選擇產(chǎn)品時需要考慮產(chǎn)品的時間參考、產(chǎn)品的下載時間與使用時間等因素。

3)為滿足工程應(yīng)用，產(chǎn)品文件的大小、下載頻度、下載時間等均是需要考慮的因素。此外，為保證運(yùn)行的連續(xù)性和可靠性，應(yīng)設(shè)置不止一個下載地址，且從主備地址獲取的產(chǎn)品文件中的鐘差數(shù)據(jù)要求具有相同的參考基準(zhǔn)。