专利名称：一种利用导航卫星进行授时的方法及装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种以卫星导航系统作为时间源进行授时的方法及装置。
背景技术：
现有的基于导航卫星进行授时的方法都是通过计算卫星与接收机之间的距离进 而折算导航信号传输时延进行时间同步。因此必须通过预先输入或者定位解算来确定接收 机位置；当不能预先获得接收机位置并且卫星信号条件不满足定位解算要求(定位解算需 要4颗以上卫星)时，则无法授时；当卫星信号条件满足定位解算要求时，可以通过定位解 算来进行授时，但由于定位解算需要一定的时间，因此授时所需要的时间相对很长。因此，当不关注位置信息且对授时精度要求不是特别高，但对授时所需时间要求 比较严格时，现有的授时方法不能满足要求。例如，电力授时、船用北斗1授时应用、等等， 这些都属于非高精度授时应用场合，不关注位置，不需要很高的时间精度，但为降低功耗对 获得时间同步所需时间有严格的要求，现有的授时方法很难满足其对授时时间以及低功耗 的要求。
发明内容
本发明的目的是提供一种能够使用单颗导航卫星进行快速授时的方法及装置。本发明是这样实现的一种利用导航卫星进行授时的方法，所述方法包括，捕获和 跟踪一颗导航卫星；获取所述导航卫星的导航电文的发送时间Tl ；同步本地时间T2 ；获取 所述导航卫星的导航系统运行时间T3 ；获取世界标准时间修正参数UTCp ；输出授时时刻T4 的时间标志以及T4所对应的UTC时间信息。更进一步，所述导航卫星为GPS卫星、北斗一代导航卫星、北斗二代导航卫星、 GL0NASS卫星、或者GALILEO卫星。更进一步，在GPS、COMPASS、GALILEO 系统中 Tl=TOW ；在 GL0NASS 系统中 Tl= T0D。更进一步，所述T2=T1+Tc，其中，Tc是依据卫星轨道的高度到地面距离来估计的 电文传播时间。更进一步，所述Tc=(到地最大传输时间+到地最短传输时间)/ 2。更进一步，在GPS、C0MPASS、GALILE0 系统中 T3 = WN X 604800 秒；在 GL0NASS 系 统中 T3 = DN X 86400 秒。本发明还提供一种利用导航卫星进行授时的授时装置，所述装置包括上面所述的 授时方法。更进一步，所述装置为双模/多模导航卫星授时装置或者双模/多模混合导航卫 星授时装置。采用本发明的技术方案后，解决了不能预先获得接收机位置，并且卫星信号条件 不满足定位解算要求时，不能授时以及通过定位解算进行授时所需时间长的问题，有利于 降低系统应用的功耗，且为不关注位置信息以及授时精度的非高精度时间同步系统提供了有效的解决办法。本发明适用于多种卫星导航系统，如GPS、北斗一代导航卫星、北斗二代 导航卫星、GLONASS、GALILEO等卫星导航系统。此外，本发明还适合双模/多模卫星导航系 统以及双模/多模混合卫星导航系统。
图1是本发明的基本处理流程；
图2为导航信号最长和最短传输路径示意图。
具体实施例方式为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对 本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并 不用于限定本发明。图1是本发明的基本处理流程。步骤SlOl 系统对可能存在的导航卫星信号进行捕获以及跟踪。本发明适用于多 种卫星导航系统，如GPS、北斗一代导航卫星、北斗二代导航卫星、GL0NASS, GALILEO等卫 星导航系统。此外，本发明还适合双模/多模卫星导航系统以及双模/多模混合卫星导航 系统。因此，授时系统根据系统所支持的导航卫星系统对导航卫星信号进行捕获以及跟踪。步骤S102 获取导航电文的发送时间Tl。在GPS、C0MPASS、GALILE0系统中发送时 间表示为周内秒(TOW)，Tl=TOW ；在GL0NASS系统中发送时间表示为天内秒(TOD)，Tl= T0D。步骤S103 同步本地时间T2。由于没有接收机位置信息，无法计算出准确的导航 电文传播时间Tc，本方法依据不同类型的卫星轨道的高度到地面距离的不同来估计电文传 播时间Tc =(到地最大传输时间+到地最短传输时间)/ 2;因此，T2 = Tl + Tc。图2为 导航信号最长和最短传输路径示意图。由于导航卫星的对地高度是已知的，所以导航信号 最长和最短传输路径就能够计算出来，而导航信号最长和最短传输路径就对应着到地最大 传输时间和到地最短传输时间。由图2中可以看出导航信号最长传输路径202和最短传 输路径201之差 < =地球半径(约6380km)；因此由Tc引起的授时误差< =22ms (地球半 径/光速)。步骤S104 获取导航系统运行时间T3。在GPS、COMPASS、GALILEO系统中系统运 行时间表示为整周数(WN)，T3 = WN X 604800秒；在GL0NASS系统中系统运行时间表示为 天数(DN)，T3 = DN X 86400 秒。步骤S105 获取世界标准时间UTC (coordinated universal time，协调世界时) 修正参数UTCp。该参数从导航电文中直接获得。步骤S106 输出授时时刻T4的时间标志，以及T4对应的UTC时间信息T4 = Τ2 + Τ3 + UTCp，完成授时。本方法中主要的授时误差来自步骤S103中的Tc。本方法适用于多数非高精度授时系统。本发明适用于多种卫星导航系统，如GPS、北斗一代导航卫星、北斗二代导航卫 星、GL0NASS、GALILE0等卫星导航系统。此外，本发明还适合双模/多模卫星导航系统以及 双模/多模混合卫星导航系统。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精 神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本 发明的保护范围之内。
权利要求
一种利用导航卫星进行授时的方法，其特征在于，所述方法包括，捕获和跟踪一颗导航卫星；获取所述导航卫星的导航电文的发送时间T1；同步本地时间T2；获取所述导航卫星的导航系统运行时间T3；获取世界标准时间修正参数UTCp；输出授时时刻T4的时间标志以及T4所对应的UTC时间信息。
2.如权利要求1所述的授时方法，其特征在于，所述导航卫星为GPS卫星、北斗一代导 航卫星、北斗二代导航卫星、GLONASS卫星、或者GALILEO卫星。
3.如权利要求2所述的授时方法，其特征在于，在GPS、COMPASS、GALILEO系统中 Tl=TOff ；在 GLONASS 系统中 Tl= T0D。
4.如权利要求3所述的授时方法，其特征在于，所述T2=T1+Tc，其中，Tc是依据卫星轨 道的高度到地面距离来估计的电文传播时间。
5.如权利要求4所述的授时方法，其特征在于，所述Tc=(到地最大传输时间+到地 最短传输时间)/ 2。
6.如权利要求1至5中任意一项所述的授时方法，其特征在于，在GPS、COMPASS、 GALILEO 系统中 T3 = WN X 604800 秒；在 GLONASS 系统中 T3 = DN X 86400 秒。
7.一种利用导航卫星进行授时的授时装置，其特征在于，所述装置包括权利要求1所 述的授时方法。
8.如权利要求7所述的授时装置，其特征在于，所述装置为双模/多模导航卫星授时装 置或者双模/多模混合导航卫星授时装置。
全文摘要
一种利用导航卫星进行授时的方法，所述方法包括，捕获和跟踪一颗导航卫星；获取所述导航卫星的导航电文的发送时间T1；同步本地时间T2；获取所述导航卫星的导航系统运行时间T3；获取世界标准时间修正参数UTCp；输出授时时刻T4的时间标志以及T4所对应的UTC时间信息。采用本发明的技术方案后，解决了不能预先获得接收机位置，并且卫星信号条件不满足定位解算要求时，不能授时以及通过定位解算进行授时所需时间长的问题。本发明适用于多种卫星导航系统，如GPS、北斗一代导航卫星、北斗二代导航卫星、GLONASS、GALILEO等卫星导航系统。此外，本发明还适合双模/多模卫星导航系统以及双模/多模混合卫星导航系统。
文档编号H04W56/00GK101969690SQ20101050111
公开日2011年2月9日 申请日期2010年10月9日 优先权日2010年10月9日
发明者夏粮, 曾毅, 许祥滨 申请人:东莞市泰斗微电子科技有限公司