細說北斗系統的授時方式

  在當今社會，為了使本地時間與標準時間實現統一，需要將標準時間通過一定方式傳送出去。授時是指利用無線電波發播標準時間信號的工作。根據授時的手段的不同分為短波授時、長波授時、衛星授時、互聯網授時和電話授時等。其中衛星授時信號覆蓋范圍大，傳送精度高，傳播衰減小，是目前被廣泛采用的高精度授時方法。目前應用較廣的衛星授時的系統主要有北斗衛星導航系統、GPS系統和GLONASS系統。

  北斗系統授時有RNSS單向授時、RDSS單向授時和RDSS雙向定時三種方法，將標準時間發播給用戶，實現對用戶頻率的校準，為用戶提供高精度的時間與頻率服務。

  北斗系統RDSS單向授時是基于北斗RDSS出站鏈路完成用戶鐘差的測定。

  北斗時為中心控制站精確保持的標準北斗時間，用戶時間為用戶鐘的鐘面時間。地面中心站利用出站廣播信號的每一幀進行單向授時，就是用戶機通過接收北斗通播電文信息，由用戶機自主計算出鐘差并修正本地時間，使本地時間與北斗時同步。周期內的第一幀數據段發送標準北斗時（天、時、分信號與時間修正數據）和衛星的位置信息，同時把時標信息通過一種特殊的方式調制在出站信號中，經過中心站到衛星的傳輸延遲、衛星到用戶機的延遲以及其它各種延遲（如對流層、電離層、地球自轉效應等）之后傳送到用戶機，由用戶機測量接收信號和本地信號時標之間的時延，根據導航電文中的衛星位置信息、延遲修正信息以及接收機已知點位信息等計算鐘差。

  北斗系統無線電衛星導航服務（RNSS)單向授時是基于北斗 RNSS下行鏈路完成用戶鐘差的測定。主要包括兩種不同模式，其一是基于已知點位的單向授時，其二是基于未知點位的單向授時。

  對于基于已知點位單向授時，授時終端放置在已知點位進行北斗RNSS觀測，同時采集衛星的導航電文信息。授時終端選擇1顆最優可視衛星，利用衛星導航電文信息計算精確星地距離和衛星鐘差，從偽距觀測中扣除星地幾何距離、衛星鐘差、傳播時延等誤差，從而完成授時終端鐘差的確定，實現用戶授時功能。

  對于基于未知點位單向授時，授時終端放置在未知點位進行北 斗RNSS觀測，同時采集衛星的導航電文信息。授時終端觀測4顆 以上衛星數據后，通過導航定位解算模式，同時估計衛星位置和鐘差信息，從而完成授時終端鐘差的確定，實現用戶授時功能。

  當用戶鐘差確定后，授時終端可以實時對本地鐘差進行相位調整，實現鐘面校時，以實現與北斗時間基準的統一。授時終端也可 以積累一定時間的授時數據，計算本地鐘的頻率準確度和漂移率，并對本地鐘進行頻率校正，以實現北斗時間頻率基準的統一。

  北斗RNSS單向授時的精度指標是50納秒，北斗RDSS單向授 時精度也是50納秒，但北斗RDSS雙向定時精度最高，能夠達到10納秒。

  北斗系統擁有無線電衛星測定業務（RDSS)和無線電衛星導航服務（RNSS)兩種服務模式，這兩種模式均可實現單向授時，但只有RDSS服務擁有雙向授時功能。

  北斗系統RNSS單向授時是基于北斗RNSS下行鏈路完成用戶鐘差的測定。主要包括兩種不同模式，其一是基于已知點位的單向授時，其二是基于未知點位的單向授時。

  在北斗RDSS單向授時服務模式下，地面中心站利用出站廣播 信號的每一幀進行單向授時，用戶機通過接收北斗通播電文信息，由用戶機自主計算出鐘差并修正本地時間，使本地時間與北斗時同步。如圖3-11所示。影響北斗RDSS單向授時精度的主要是接收 機測量誤差、設備時延誤差、大氣延遲（電離層延遲和對流層延遲）誤差、衛星星歷誤差、站址坐標誤差。

   在北斗RDSS雙向定時服務模式下，需要定時服務 的用戶響應其中一顆衛星的詢問信號，并向該顆衛星發送入站信號，地面中心接收并解調用戶發出的信號，計算出用戶的定時時延修正值，將其放置在出站信號中，通過衛星轉發給用戶，用戶按此數據調整本地鐘，從而實現雙向定時。影響北斗RDSS雙向定時精度的主要誤差源是接收機和中心站測量誤差、單向和雙向設備時延誤差和電離層延遲誤差。