衛(wèi)星授時存在多種方式,如單向授時和雙向授時。在單向授時中,衛(wèi)星授時終端可自主完成定時。授時終端接收衛(wèi)星廣播的導(dǎo)航電文,其中含有時間基準(zhǔn)信息、導(dǎo)航衛(wèi)星星歷、電文發(fā)播時刻等。之后,解算出基本觀測量及導(dǎo)航電文信息,得到鐘差以修正本地時間,實現(xiàn)本地時間與UTC同步。同時,用戶至少要接收四顆導(dǎo)航衛(wèi)星的信號,通過綜合解析來確定三維位置和接收機本地時間這四個變量。
1、RNSS單向授時
授時終端通過自主解算獲得自身位置信息或者根據(jù)已知坐標(biāo)位置信息獲得定時信息,衛(wèi)星導(dǎo)航電文信息包括整周秒計數(shù)、周內(nèi)秒計數(shù)、鐘差參數(shù)、與UTC時間同步參數(shù)等信息,RNSS授時終端通過接收衛(wèi)星導(dǎo)航信號并自主解算出本地時間和GNSS系統(tǒng)時間差?TJST-GNT,并且根據(jù)衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)與UTC的時間差值?TGNT-UTC修正本地時鐘,從而使本地時間與UTC時間同步。
2、RDSS單向授時
原理與RNSS類似,但由于RDSS衛(wèi)星對于出站信號為透明轉(zhuǎn)發(fā),因此通過授時終端獲得本地時刻與UTC時間差值中還包括了上行信號傳播時延及衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器的零值。其中上行傳播時延從RDSS出站電文中獲得。
1、RDSS雙向授時:雙向授時設(shè)備具備出站信號接收和應(yīng)答發(fā)射入站信號的能力,通過與地面中心站進行往返測量,由中心站獲得授時終端與地面中心站的時間差值,可以避免授時終端天線位置誤差、電離層/對流層改造殘差等諸多不確定因素引起的單向授時偏差,相對于RDSS單向授時,雙向授時具有較高的授時精度。
2、RDSS雙向授時由授時終端發(fā)起授時申請,授時終端與地面中心站進行交互,向地面中心站發(fā)送定時申請,地面中心站計算其與授時終端的時間差,并通過出站信號播發(fā)給該授時終端,授時終端返回的正向傳播時延信息T正向及出站電文獲得的RDSS系統(tǒng)時間與UTC時間差值?T(GNT-UTC),修正本地時間使其與UTC時間同步完成雙向授時。
衛(wèi)星單向授時相對較為常見,可滿足大部分中低精度授時要求。GPS導(dǎo)航的基本原理是通過用戶終端實時與衛(wèi)星終端進行導(dǎo)航電文的交互,通過定位計算方法,實時的更新用戶的位置信息并規(guī)劃路徑指引行進方向,需要利用到時鐘記錄的時間、電文收發(fā)的時間戳信息形成位置信息。
衛(wèi)星單向授時較為常見,人們平時使用的手機GPS授時導(dǎo)航定位、北斗授時定位、車載GPS授時導(dǎo)航定位以及能接收軍碼的軍用設(shè)施授時定位都是衛(wèi)星單向法的典型應(yīng)用。衛(wèi)星單向授時能夠滿足大多數(shù)中低同步精度的要求,應(yīng)用最為廣泛。北斗授時終端中,利用所接收導(dǎo)航信號解算的高精度時間信息綜合實現(xiàn)NTP、B碼、PTP和串口等的高精度授時服務(wù)。B碼是其中一種應(yīng)用最為廣泛的專用時間碼,其特點是速率適中、編碼信息量豐富、通用規(guī)范及使用靈活方便。基于北斗授時的B碼終端在靶場測量、控制、計算、通信、氣象和電力等領(lǐng)域得到了越來越廣泛的應(yīng)用。