GPS以及“北斗”卫星导航系统是怎样实现授时功能的

Question

如题所述

Answer 1

GPS授时：GPS授时模块在任意时刻能同时接收其视野范围内4~8颗卫星的信号，其内部硬件电路和软件通过对接收到的信息进行编码和处理，能从中提取并输出两种时间信号：一个是间隔为1秒的同步脉冲信号1PPS，其脉冲前沿与UCT的同步误差不超过1ns，二是包括在串口输出信息中的UCT绝对时间（年、月、日、时、分、秒），它是与1PPS脉冲想对应的。一旦天线位置固定下来，它只需要接收一颗卫星的信号变可维持其精密的时间输出。
北斗授时：北斗授时类似于GPS授时，也是卫星授时的一种，采用中国的北斗导航系统进行高精度授时。北斗授时模块授时原理：北斗卫星系统中的高精度原子钟的准确时间发送给北斗授时模块，通过北斗授时模块的PPS（秒脉冲）输出脚输出给用户使用，目前北斗授时模块的pps精度能达到10ns。

需要注意的是，SKYLAB定位模块定位后输出的时间是UTC时间，但是定位模块获取的时间实际上是GPS时或者北斗时，此时需要从GPS时或者北斗时换算成UTC时再输出，因此定位模块需要知道GPS时或者北斗时和UTC的时间差——我司通常称这个差值为闰秒修正值或者跳秒数。定位模块初始定位后一般不能立即从卫星获取闰秒修正值，需要等待一段时间，因此定位模块刚定位后，输出的时间有可能和UTC时间有偏差，可能不是正确的UTC时间——是否有偏差取决于定位模块内部保存的闰秒修正值，SKYLAB定位模块在每次从卫星更新到闰秒修正值后，保存在芯片内部，下次定位时会使用这一修正值直至被更新的修正值替代（该特性仅限A/AT、D/DT系列）。如果定位模块内部预设或者保存的闰秒修正值与当前的闰秒修正值不一样，此时输出的时间不是UTC时间，此时从不正确的时间调整为UTC时间的过程，会出现定位模块输出的定位信息中，某个时间出现了两次的情况，如出现了两个时间一样的RMC语句。SKYLAB的AT、DT系列授时模块（SKG12AT/SKG12DT/SKG17AT/SKG17DT）可以提供闰秒修正值是否更新的信息。

Answer 2

GPS授时原理是在任意时刻能同时接收其视野范围内4~8颗卫星的信号，其内部硬件电路和软件通过对接收到的信息进行编码和处理，能从中提取并输出两种时间信号：一个是间隔为1秒的同步脉冲信号1PPS，其脉冲前沿与UCT的同步误差不超过1ns，二是包括在串口输出信息中的UCT绝对时间（年、月、日、时、分、秒），它是与1PPS脉冲想对应的。一旦天线位置固定下来，GPS授时只需要接收一颗卫星的信号变可维持其精密的时间输出。

中国北斗卫星二代的授时精度是10纳秒。纳秒，时间单位。一秒的10亿分之一，北斗授时精度即等于10的负9次方秒。在当前北斗三号共视可视卫星比北斗二号数少一半的情况下，达到共视比对授时精度1.2ns，北斗三代授时精度比北斗二代授时精度提升幅度约19%。

Answer 3

授时可以分为三步来完成：1、有一个基准源；2、知道自己与基准的差；3、算个加减法
DNTS-8是采用中国的北斗导航系统进行高精度授时，包括两种方式，有源和无源。无源方式其原理类似于GPS授时，是一种双向时差传递；而有源方式类似广播授时。
GPS的星座由24颗卫星组成，不同的卫星分配不同的伪随机码进行区别，卫星上一般都配有3-4台的原子钟以进行时间保持，同时地面上的主控站还会将修正数据（包括卫星轨道，时间修正等）不定期发给卫星，以使24颗卫星之间保持时间同步。由于GPS的星座经过精心设计，所以地球上绝大多数地方都可以同时看到最少4颗卫星。同时用户接收机有4个未知数（经度，纬度，高度，本地时间），通过解一个四元二次方程组即可求出接收机的坐标和时间，这样就完成了一次定位和授时。以上只是个大概原理，中新创授时希望可以帮到你采纳谢谢。本回答被提问者采纳

Answer 4

卫星上的导航电文包含时间信息