專利名稱：一種利用導航衛(wèi)星進行授時的方法及裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種以衛(wèi)星導航系統(tǒng)作為時間源進行授時的方法及裝置。
背景技術：
現(xiàn)有的基于導航衛(wèi)星進行授時的方法都是通過計算衛(wèi)星與接收機之間的距離進 而折算導航信號傳輸時延進行時間同步。因此必須通過預先輸入或者定位解算來確定接收 機位置；當不能預先獲得接收機位置并且衛(wèi)星信號條件不滿足定位解算要求(定位解算需 要4顆以上衛(wèi)星)時，則無法授時；當衛(wèi)星信號條件滿足定位解算要求時，可以通過定位解 算來進行授時，但由于定位解算需要一定的時間，因此授時所需要的時間相對很長。因此，當不關注位置信息且對授時精度要求不是特別高，但對授時所需時間要求 比較嚴格時，現(xiàn)有的授時方法不能滿足要求。例如，電力授時、船用北斗1授時應用、等等， 這些都屬于非高精度授時應用場合，不關注位置，不需要很高的時間精度，但為降低功耗對 獲得時間同步所需時間有嚴格的要求，現(xiàn)有的授時方法很難滿足其對授時時間以及低功耗 的要求。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種能夠使用單顆導航衛(wèi)星進行快速授時的方法及裝置。本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的一種利用導航衛(wèi)星進行授時的方法，所述方法包括，捕獲和 跟蹤一顆導航衛(wèi)星；獲取所述導航衛(wèi)星的導航電文的發(fā)送時間Tl ；同步本地時間T2 ；獲取 所述導航衛(wèi)星的導航系統(tǒng)運行時間T3 ；獲取世界標準時間修正參數(shù)UTCp ；輸出授時時刻T4 的時間標志以及T4所對應的UTC時間信息。更進一步，所述導航衛(wèi)星為GPS衛(wèi)星、北斗一代導航衛(wèi)星、北斗二代導航衛(wèi)星、 GL0NASS衛(wèi)星、或者GALILEO衛(wèi)星。更進一步，在GPS、COMPASS、GALILEO 系統(tǒng)中 Tl=TOW ；在 GL0NASS 系統(tǒng)中 Tl= T0D。更進一步，所述T2=T1+Tc，其中，Tc是依據(jù)衛(wèi)星軌道的高度到地面距離來估計的 電文傳播時間。更進一步，所述Tc=(到地最大傳輸時間+到地最短傳輸時間)/ 2。更進一步，在GPS、C0MPASS、GALILE0 系統(tǒng)中 T3 = WN X 604800 秒；在 GL0NASS 系 統(tǒng)中 T3 = DN X 86400 秒。本發(fā)明還提供一種利用導航衛(wèi)星進行授時的授時裝置，所述裝置包括上面所述的 授時方法。更進一步，所述裝置為雙模/多模導航衛(wèi)星授時裝置或者雙模/多?；旌蠈Ш叫l(wèi) 星授時裝置。采用本發(fā)明的技術方案后，解決了不能預先獲得接收機位置，并且衛(wèi)星信號條件 不滿足定位解算要求時，不能授時以及通過定位解算進行授時所需時間長的問題，有利于 降低系統(tǒng)應用的功耗，且為不關注位置信息以及授時精度的非高精度時間同步系統(tǒng)提供了有效的解決辦法。本發(fā)明適用于多種衛(wèi)星導航系統(tǒng)，如GPS、北斗一代導航衛(wèi)星、北斗二代 導航衛(wèi)星、GLONASS、GALILEO等衛(wèi)星導航系統(tǒng)。此外，本發(fā)明還適合雙模/多模衛(wèi)星導航系 統(tǒng)以及雙模/多?；旌闲l(wèi)星導航系統(tǒng)。
圖1是本發(fā)明的基本處理流程；
圖2為導航信號最長和最短傳輸路徑示意圖。
具體實施例方式為了使本發(fā)明的目的、技術方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對 本發(fā)明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并 不用于限定本發(fā)明。圖1是本發(fā)明的基本處理流程。步驟SlOl 系統(tǒng)對可能存在的導航衛(wèi)星信號進行捕獲以及跟蹤。本發(fā)明適用于多 種衛(wèi)星導航系統(tǒng)，如GPS、北斗一代導航衛(wèi)星、北斗二代導航衛(wèi)星、GL0NASS, GALILEO等衛(wèi) 星導航系統(tǒng)。此外，本發(fā)明還適合雙模/多模衛(wèi)星導航系統(tǒng)以及雙模/多?；旌闲l(wèi)星導航 系統(tǒng)。因此，授時系統(tǒng)根據(jù)系統(tǒng)所支持的導航衛(wèi)星系統(tǒng)對導航衛(wèi)星信號進行捕獲以及跟蹤。步驟S102 獲取導航電文的發(fā)送時間Tl。在GPS、C0MPASS、GALILE0系統(tǒng)中發(fā)送時 間表示為周內(nèi)秒(TOW)，Tl=TOW ；在GL0NASS系統(tǒng)中發(fā)送時間表示為天內(nèi)秒(TOD)，Tl= T0D。步驟S103 同步本地時間T2。由于沒有接收機位置信息，無法計算出準確的導航 電文傳播時間Tc，本方法依據(jù)不同類型的衛(wèi)星軌道的高度到地面距離的不同來估計電文傳 播時間Tc =(到地最大傳輸時間+到地最短傳輸時間)/ 2;因此，T2 = Tl + Tc。圖2為 導航信號最長和最短傳輸路徑示意圖。由于導航衛(wèi)星的對地高度是已知的，所以導航信號 最長和最短傳輸路徑就能夠計算出來，而導航信號最長和最短傳輸路徑就對應著到地最大 傳輸時間和到地最短傳輸時間。由圖2中可以看出導航信號最長傳輸路徑202和最短傳 輸路徑201之差 < =地球半徑(約6380km)；因此由Tc引起的授時誤差< =22ms (地球半 徑/光速)。步驟S104 獲取導航系統(tǒng)運行時間T3。在GPS、COMPASS、GALILEO系統(tǒng)中系統(tǒng)運 行時間表示為整周數(shù)(WN)，T3 = WN X 604800秒；在GL0NASS系統(tǒng)中系統(tǒng)運行時間表示為 天數(shù)(DN)，T3 = DN X 86400 秒。步驟S105 獲取世界標準時間UTC (coordinated universal time，協(xié)調(diào)世界時) 修正參數(shù)UTCp。該參數(shù)從導航電文中直接獲得。步驟S106 輸出授時時刻T4的時間標志，以及T4對應的UTC時間信息T4 = Τ2 + Τ3 + UTCp，完成授時。本方法中主要的授時誤差來自步驟S103中的Tc。本方法適用于多數(shù)非高精度授時系統(tǒng)。本發(fā)明適用于多種衛(wèi)星導航系統(tǒng)，如GPS、北斗一代導航衛(wèi)星、北斗二代導航衛(wèi) 星、GL0NASS、GALILE0等衛(wèi)星導航系統(tǒng)。此外，本發(fā)明還適合雙模/多模衛(wèi)星導航系統(tǒng)以及 雙模/多?；旌闲l(wèi)星導航系統(tǒng)。
以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精 神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本 發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
權利要求
一種利用導航衛(wèi)星進行授時的方法，其特征在于，所述方法包括，捕獲和跟蹤一顆導航衛(wèi)星；獲取所述導航衛(wèi)星的導航電文的發(fā)送時間T1；同步本地時間T2；獲取所述導航衛(wèi)星的導航系統(tǒng)運行時間T3；獲取世界標準時間修正參數(shù)UTCp；輸出授時時刻T4的時間標志以及T4所對應的UTC時間信息。
2.如權利要求1所述的授時方法，其特征在于，所述導航衛(wèi)星為GPS衛(wèi)星、北斗一代導 航衛(wèi)星、北斗二代導航衛(wèi)星、GLONASS衛(wèi)星、或者GALILEO衛(wèi)星。
3.如權利要求2所述的授時方法，其特征在于，在GPS、COMPASS、GALILEO系統(tǒng)中 Tl=TOff ；在 GLONASS 系統(tǒng)中 Tl= T0D。
4.如權利要求3所述的授時方法，其特征在于，所述T2=T1+Tc，其中，Tc是依據(jù)衛(wèi)星軌 道的高度到地面距離來估計的電文傳播時間。
5.如權利要求4所述的授時方法，其特征在于，所述Tc=(到地最大傳輸時間+到地 最短傳輸時間)/ 2。
6.如權利要求1至5中任意一項所述的授時方法，其特征在于，在GPS、COMPASS、 GALILEO 系統(tǒng)中 T3 = WN X 604800 秒；在 GLONASS 系統(tǒng)中 T3 = DN X 86400 秒。
7.一種利用導航衛(wèi)星進行授時的授時裝置，其特征在于，所述裝置包括權利要求1所 述的授時方法。
8.如權利要求7所述的授時裝置，其特征在于，所述裝置為雙模/多模導航衛(wèi)星授時裝 置或者雙模/多?；旌蠈Ш叫l(wèi)星授時裝置。
全文摘要
一種利用導航衛(wèi)星進行授時的方法，所述方法包括，捕獲和跟蹤一顆導航衛(wèi)星；獲取所述導航衛(wèi)星的導航電文的發(fā)送時間T1；同步本地時間T2；獲取所述導航衛(wèi)星的導航系統(tǒng)運行時間T3；獲取世界標準時間修正參數(shù)UTCp；輸出授時時刻T4的時間標志以及T4所對應的UTC時間信息。采用本發(fā)明的技術方案后，解決了不能預先獲得接收機位置，并且衛(wèi)星信號條件不滿足定位解算要求時，不能授時以及通過定位解算進行授時所需時間長的問題。本發(fā)明適用于多種衛(wèi)星導航系統(tǒng)，如GPS、北斗一代導航衛(wèi)星、北斗二代導航衛(wèi)星、GLONASS、GALILEO等衛(wèi)星導航系統(tǒng)。此外，本發(fā)明還適合雙模/多模衛(wèi)星導航系統(tǒng)以及雙模/多模混合衛(wèi)星導航系統(tǒng)。
文檔編號H04W56/00GK101969690SQ20101050111
公開日2011年2月9日 申請日期2010年10月9日 優(yōu)先權日2010年10月9日
發(fā)明者夏糧, 曾毅, 許祥濱 申請人:東莞市泰斗微電子科技有限公司