本发明涉及一种长波用户授时精度修正方法，特别涉及一种利用差分站asf数据对用户格网点asf基准数据进行同步修正的方法。
背景技术
长波授时是一种广域无线电陆基授时方式。在gnss系统出现之前，长波授时系统是我国最高精度的授时技术手段。长波授时系统采用了发播控制系统的时间基准在地面，同时采用了大功率发射系统，相较于gnss系统，长波系统具有系统稳定性好、信号抗干扰能力强的特点，这正好弥补了gnss系统的不足。进行现代化改造后的长波系统授时精度可以从1微秒提升到100纳秒，与gnss授时精度基本相当，作为gnss授时的备份冗余手段，可以极大提升系统的可用性和可靠性。
长波用户授时精度取决于其所在位置的asf值的测量精度。目前业界研究的用户asf测量的主要方法是网格计算方法。即通过与用户点相邻的四个已知格网点asf数据插值计算得到。这种方法主要问题在于，各格网点用户asf基准值的测量时间无法保证一致，各个用户格网点从选址到设备安装调试、再到数据测量需要一个较长的周期，一个网格区域内各点的测量时间间隔由数小时到数天不等。由于asf值随时间变化会有一定的波动，因此会导致计算用户asf值时，各格网点asf基准值与该点当前时刻准确的asf值有一定的偏差，从而导致用户asf值计算结果产生几十到上百纳秒的误差。该误差将导致用户定时精度无法达到100纳秒的指标要求。因此，为满足长波系统高精度授时需求，有必要对现有用户asf计算方法进行改进，减小计算误差。
技术实现要素：
为了克服现有技术的不足，本发明提供一种利用差分数据对用户asf计算进行精确修正的方法，利用长波差分站asf与其作用范围内的用户asf波动变化具有一致性的特点，通过计算用户格网点附近差分站asf数据波动值对已知格网点用户asf基准值进行修正，并利用修正后的格网点asf值对待测用户点的asf值进行插值计算，从而克服现有方法中各格用户网点asf基准数据不同步所导致的用户asf计算精度偏低的问题。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案包括以下步骤：
步骤1，利用长波接收机、高精度gnss授时接收机、时间间隔计数器和工控机搭建长波基准测量系统，长波接收机和gnss接收机天线放置于坐标已知的观测点上；
步骤2，时间间隔计数器实时测量长波接收机和gnss接收机输出的1pps的时差，即差分站实时asf测量值；工控机连续记录1小时的差分站实时asf测量值，求平均值作为差分站asf基准值；
步骤3，利用长波接收机、高精度gnss授时接收机、时间间隔计数器和工控机搭建长波基准测量系统，长波接收机和gnss接收机天线放置于用户格网点上；
步骤4，时间间隔计数器实时测量长波接收机和gnss接收机输出的1pps的时差，工控机连续记录1小时的时差，求平均值作为用户格网点asf基准值，并记录时差测量结束时间值；
步骤5，重复步骤3、4，获得四个以上用户格网点的asf基准值，建立用户格网asf基准数据库；
步骤6，待测用户u根据自己所在的位置从用户格网asf基准库中查找自身相邻的四个用户格网点c1、c2、c3、c4的asf基准值asf1、asf2、asf3、asf4；
步骤7，查询步骤2得到的差分站实时asf测量值，找到c1、c2、c3、c4四个点所记录的测量结束时刻分别对应的差分站实时asf测量值；
步骤8，分别计算c1、c2、c3、c4点所记录的测量结束时刻所对应的差分站实时asf测量值与差分站asf基准值的偏差δ1、δ2、δ3、δ4；
步骤9，分别用c1、c2、c3、c4用户格网点asf基准值减去δ1、δ2、δ3、δ4，得到c1、c2、c3、c4修正后的基准值asfc1、asfc2、asfc3、asfc4；
步骤10，利用插值的方式计算待测用户u所在位置的精确asf值asfu，
asfu＝(1-α)[(1-β)*asfc1+β*asfc3]+α[(1-β)*asfc2+β*asfc4]其中待测用户u的坐标为(x，y)，点(x(i)，y(i))表示用户站左下角的网格坐标，
α＝(x-x(i))/(x(i+1)-x(i))，p＝(y-y(j))/(y(j+1)-y(j))。
本发明的有益效果是：利用长波差分站的测量数据提高了用户定时精度，提升了长波授时系统的可用性。同时，本发明避免了格网点asf值测量需要同步所带来的工程实现问题。
附图说明
图1是本发明的asf数据测量系统设备连接关系图；
图2是用户格网坐标关系图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明，本发明包括但不仅限于下述实施例。
本发明包括以下步骤(对于用户来说，步骤1至步骤5是不需要执行的，只需要执行步骤6至步骤10)：
步骤1，建立差分基准站。准备好长波接收机、高精度gnss授时接收机、时间间隔计数器、工控机，如图1所示搭建长波基准测量系统，长波接收机和gnss接收机天线放置于坐标已知的观测点上。
步骤2，计数器实时测量长波接收机和gnss接收机输出的1pps的时差，该时差数据就是差分站实时asf测量值，并将结果发送给工控机。工控机连续记录asf测量值，并计算第1小时时差数据的平均值作为差分站asf基准值。
步骤3，建立用户格网点asf数据。同步骤1，在所选的用户点建立长波基准测量系统。
步骤4，用户站计数器实时测量长波接收机和gnss接收机输出的1pps的时差，并将结果发送给工控机，共测量1小时。工控机计算这1小时的时差数据平均值作为用户格网点asf基准值，并记录时差数据测量结束时间值。
步骤5，重复步骤3、4，测量获得四个以上用户格网点asf数据，并将格网点asf数据存入用户格网asf基准数据库。
步骤6，待测用户u根据自己所在的位置从用户格网asf基准库中查找其相邻的四个已知网格点(记做c1、c2、c3、c4)asf基准值，记为asf1、asf2、asf3、asf4。
步骤7，查询步骤2中差分站实时测量的asf数据，找到c1、c2、c3、c4四个点所记录的测量结束时刻分别对应的差分asf值。
步骤8，以四个格网点asf值相对应的记录时刻为基准，分别计算c1、c2、c3、c4点所记录的测量结束时刻所对应的差分站时差asf值与差分asf基准值的偏差，记做δ1、δ2、δ3、δ4。
步骤9，分别用c1、c2、c3、c4格网点用户asf基准值减去δ1、δ2、δ3、δ4，得到c1、c2、c3、c4修正后的基准值asfc1、asfc2、asfc3、asfc4。
asfci＝asfi-δi
步骤10，利用插值的方式计算用户u所在位置的精确asf值，表示为asfu。如图2所示的用户网格点c1、c2、c3、c4坐标及对应asf基准值，用户u的坐标可以表示为(x，y)，(x(i)，y(i))点表示用户站左下角的网格坐标。因此，根据在图2中格网点内用户u所在位置的坐标关系，可以计算得到用户位置精确asf值asfu。
α＝(x-x(i))/(x(i+1)-x(i))
β＝(y-y(j))/(y(j+1)-y(j))
根据用户站与格网点的关系，可以计算出待测用户点的asf值，公式为：
asfu＝(1-α)[(1-β)*asfc1+β*asfc3]+α[(1-β)*asfc2+β*asfc4]
从上述实施步骤可知，本发明描述了利用差分站asf数据对用户格网点asf基准数据进行修正的方法，其实施过程主要包括差分站asf值的实时测量，格网点用户asf基准值建立，格网点asf基准值修正、用户asf基准值计算四部分。差分站asf测量，以及格网点用户asf基准值测量属于系统级工作内容。用户级只需要进行格网点asf基准值修正和用户asf基准值计算工作。
由以上实施例可以看出，本发明的主要特点是利用了同一时刻长波差分站的asf波动变化与用户asf波动变化相一致的特点，将各用户格网点的asf值统一归算到待测点的asf计算时刻，从而消除了各格网点asf变化不一致导致的用户asf计算误差的问题。本发明所提方法需要配置长波差分站，提供持续、稳定的差分监测数据。同时需要用户asf格网数据库服务。差分系统和asf格网数据库作为我国大科学工程高精度地基授时系统建设的一部分，有充分的支持和保障。对用户点asf计算来说，计算过程简单，只要查询差分数据和asf格网数据库就可以得到精确的计算结果。因此，本发明对用户来说，简单实用，不需要额外的资源开销，方便推广使用，有较好的发展前途和应用前景。