武美芳，孫保琪,2，楊旭海,2，王 格,2，王源昕,2

(1.中國科學(xué)院國家授時(shí)中心，西安 710600；2.中國科學(xué)院大學(xué)，北京 100049)

0 引言

時(shí)間作為自然界中最基礎(chǔ)的物理量之一，在科學(xué)研究和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行等領(lǐng)域都起著十分重要的作用。1972年1月，協(xié)調(diào)世界時(shí)(Coordinated Universal Time，UTC)開始正式成為國際標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間，是世界各國時(shí)間服務(wù)的基礎(chǔ)[1]。UTC是由國際計(jì)量局(International Bureau of Weights and Measures，BIPM)和國際地球自轉(zhuǎn)服務(wù)(International Earth Rotation and Reference Frames Service，IERS)保持的時(shí)間尺度，是國際原子時(shí)(International Atomic Time，TAI)和世界時(shí)(Universal Time，UT1)的結(jié)合。UTC是滯后的紙面時(shí)間，其在各國時(shí)間實(shí)驗(yàn)室中的物理實(shí)現(xiàn)記為UTC(k)，大多數(shù)UTC(k)是各國的標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間[1]。與以GPS時(shí)(GPS Time，GPST)為代表的GNSS系統(tǒng)時(shí)間相比，UTC(k)具有更好的穩(wěn)定性和可用性[2]。UTC(NTSC)是UTC在我國的物理實(shí)現(xiàn)之一，是我國的國家標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間，由國家授時(shí)中心(National Time Service Center，NTSC)負(fù)責(zé)產(chǎn)生、保持和發(fā)播[2]。

授時(shí)，也稱為時(shí)間服務(wù)，是指確定、保持某種時(shí)間尺度，并通過一定方式將代表這種尺度的時(shí)間信息傳遞給使用者的一系列工作[1]。目前，常用的授時(shí)手段主要包括：網(wǎng)絡(luò)授時(shí)、電話授時(shí)、低頻時(shí)碼授時(shí)、短波授時(shí)、長波授時(shí)、GNSS授時(shí)及光纖授時(shí)等。GNSS授時(shí)精度可達(dá)10～50ns，是目前精度最高且應(yīng)用最廣泛的授時(shí)技術(shù)之一。然而，GNSS授時(shí)依賴于GNSS高精度的空間基準(zhǔn)和時(shí)間基準(zhǔn)，用戶通過解算用戶鐘與GNSS系統(tǒng)時(shí)之間的偏差完成授時(shí)。利用雙向、共視、全視、精密單點(diǎn)定位(Precise Point Positioning，PPP)和光纖等技術(shù)，可得到測站間的時(shí)間偏差，因此，稱為時(shí)間傳遞技術(shù)，而非授時(shí)技術(shù)[3]。

近年來，隨著現(xiàn)代信息社會(huì)的快速發(fā)展，新一代移動(dòng)通信、深空探測等諸多領(lǐng)域?qū)覙?biāo)準(zhǔn)時(shí)間授時(shí)的精度和時(shí)效性提出了更高的要求，從秒級(jí)需求逐漸發(fā)展到納秒級(jí)、亞納秒級(jí)甚至皮秒級(jí)，從事后到實(shí)時(shí)。常規(guī)的幾十納秒到納秒級(jí)的授時(shí)精度以及事后處理的工作模式已無法滿足需求。因此，高精度的、實(shí)時(shí)的、基于國家標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間的授時(shí)系統(tǒng)成為近年來的研究熱點(diǎn)。

2015年，歐盟發(fā)起了“Horizon 2020”研究計(jì)劃，旨在為用戶提供改進(jìn)的時(shí)間服務(wù)[4-5]。該計(jì)劃設(shè)計(jì)了九種不同的服務(wù)模式，時(shí)間監(jiān)測與控制為其中之一。該模式下，服務(wù)端基于事后PPP方法，每小時(shí)向用戶廣播用戶鐘和UTC(k)之間的偏差。由于使用了事后PPP方法，用戶通過該模式獲得時(shí)間服務(wù)的時(shí)延至少為1h。2019年，W.Guo等建立了高精度實(shí)時(shí)GNSS單向授時(shí)系統(tǒng)，并對(duì)其進(jìn)行了測試[6]，測試結(jié)果顯示，輸出的1PPS的天穩(wěn)優(yōu)于1ns。該系統(tǒng)建立并使用了一個(gè)新的時(shí)間參考，而不是UTC(k)。因此，用戶基于該系統(tǒng)可獲得亞納秒的授時(shí)精度,但該系統(tǒng)不可以直接應(yīng)用于國家標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間授時(shí)。

國際GNSS監(jiān)測評(píng)估系統(tǒng)(international GNSS Monitoring and Assessment Service，iGMAS)是我國倡導(dǎo)和建立的一套系統(tǒng)[7]，旨在建立GNSS全球跟蹤網(wǎng)，并生成高精度精密星歷、衛(wèi)星鐘差等各類產(chǎn)品，服務(wù)于科學(xué)研究和各類應(yīng)用。

UTC(NTSC)作為我國國家標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間，是一切時(shí)間服務(wù)的基礎(chǔ)。本文設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了基于iGMAS的國家標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間精密授時(shí)系統(tǒng)(Precise Time Service System，PTS)。基于PTS，可獲得實(shí)時(shí)的、亞納秒級(jí)別的國家標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間服務(wù)，且該系統(tǒng)成本低廉、易于實(shí)現(xiàn)，具有重大的科學(xué)意義和應(yīng)用前景。

1 系統(tǒng)原理

如圖1所示，PTS由服務(wù)端、用戶端和通信網(wǎng)絡(luò)三部分構(gòu)成。服務(wù)端包括基準(zhǔn)站、iGMAS跟蹤網(wǎng)、國際GNSS服務(wù)(International GNSS Service，IGS)跟蹤網(wǎng)和數(shù)據(jù)分析處理中心，其中基準(zhǔn)站外接UTC(NTSC)。用戶端包括GNSS接收機(jī)和授時(shí)解算模塊，其基本原理為：服務(wù)端收集基準(zhǔn)站以及iGMAS/IGS跟蹤網(wǎng)的觀測數(shù)據(jù)，分析處理得到以UTC(NTSC)為參考的實(shí)時(shí)衛(wèi)星鐘差產(chǎn)品和實(shí)時(shí)軌道產(chǎn)品。用戶端采集實(shí)時(shí)的偽距和載波相位觀測數(shù)據(jù)，結(jié)合服務(wù)端經(jīng)由通信網(wǎng)絡(luò)播發(fā)的實(shí)時(shí)軌道和以UTC(NTSC)為參考的實(shí)時(shí)鐘差產(chǎn)品，實(shí)時(shí)精確解算本地鐘與UTC(NTSC)偏差，即可完成授時(shí)。PTS用戶端可采用多種解算方法完成授時(shí)，本文采用PPP技術(shù)。

圖1 PTS工作原理

1.1 服務(wù)端—基于高頻觀測文件拼接的實(shí)時(shí)鐘差確定方法

從圖1可知，以UTC(NTSC)為參考的、高精度的實(shí)時(shí)衛(wèi)星鐘差產(chǎn)品是PTS實(shí)現(xiàn)的基礎(chǔ)。對(duì)于GPS和GLONASS來說，目前常用的實(shí)時(shí)產(chǎn)品包括廣播星歷中的鐘差參數(shù)、超快產(chǎn)品的預(yù)報(bào)部分(IGU-P)和IGS 實(shí)時(shí)服務(wù)(IGS RTS)提供的實(shí)時(shí)鐘差改正數(shù)等。GPS和GLONASS的廣播星歷鐘差精度(STD)分別為2.5ns和7ns，IGU-P提供的GPS預(yù)報(bào)鐘差精度為1.5ns，均不可用于亞納秒級(jí)的授時(shí)系統(tǒng)。IGS RTS產(chǎn)品從2013年4月1日開始正式發(fā)布，旨在提供廣播星歷的實(shí)時(shí)改正數(shù)，但I(xiàn)GS不保證IGS RTS產(chǎn)品的可用性和精度等。T.Hadas等指出，IGS RTS產(chǎn)品中GPS和GLONASS改正數(shù)的精度分別為0.28ns和0.8ns，當(dāng)衛(wèi)星在地影期間，產(chǎn)品精度會(huì)有所下降，且在極端情況下，數(shù)據(jù)中斷可能達(dá)8h[8]。Y.Lv等指出，IGS RTS提供的實(shí)時(shí)鐘差參數(shù)，在理想狀態(tài)下依然有約10%的歷元丟失[9]。以上問題均為基于IGS RTS產(chǎn)品開展實(shí)時(shí)授時(shí)面臨的困難。而對(duì)于BDS和Galileo，目前鮮有機(jī)構(gòu)提供可靠的實(shí)時(shí)鐘差產(chǎn)品。BDS和Galileo的廣播星歷精度也均大于1ns。因此，如何生成高精度、高可靠性、以UTC(NTSC)為參考時(shí)間的實(shí)時(shí)鐘差是PTS的關(guān)鍵技術(shù)之一。

PTS采用了基于高頻觀測文件拼接的實(shí)時(shí)鐘差確定方法，生成以UTC(NTSC)為基準(zhǔn)的高精度實(shí)時(shí)鐘差。一方面，將實(shí)時(shí)鐘差產(chǎn)品參考鐘設(shè)置為UTC(NTSC)，滿足了UTC實(shí)時(shí)精密授時(shí)的需求，克服了由于鐘差產(chǎn)品參考時(shí)間不連續(xù)而引起的授時(shí)結(jié)果跳變的問題；另一方面采用高頻觀測文件代替實(shí)時(shí)觀測數(shù)據(jù)流，在保證實(shí)時(shí)星鐘差產(chǎn)品精度的同時(shí)，提高了產(chǎn)品的可靠性和可用性?；诟哳l觀測文件拼接的實(shí)時(shí)鐘差確定算法，將鐘差估計(jì)和鐘差超短期預(yù)報(bào)相結(jié)合以確定實(shí)時(shí)衛(wèi)星鐘差。本文采用的高頻觀測文件為iGMAS和IGS提供的小時(shí)觀測文件，以削弱對(duì)網(wǎng)絡(luò)的依賴。

如圖2所示，基于高頻觀測文件拼接的實(shí)時(shí)鐘差確定算法流程可以分為鐘差估計(jì)、鐘差預(yù)報(bào)及產(chǎn)品播發(fā)三部分。

圖2 基于高頻觀測文件拼接的實(shí)時(shí)鐘差確定算法流程

鐘差估計(jì)部分采用最小二乘法，基于非差消電離層組合觀測值實(shí)現(xiàn)[10-12]。鐘差估計(jì)時(shí)，輸入高頻觀測文件、站坐標(biāo)、地球自轉(zhuǎn)參數(shù)及軌道，輸出與接收機(jī)無關(guān)的交換格式(Receiver Independent Exchange，RINEX)的鐘差文件。鐘差估計(jì)策略如表1所示。

表1 鐘差估計(jì)策略表

在鐘差估計(jì)時(shí)，首先要提供一個(gè)鐘差基準(zhǔn)，可選擇一個(gè)衛(wèi)星或接收機(jī)的鐘差或其組合，基于該基準(zhǔn)，估計(jì)其他衛(wèi)星相對(duì)于該基準(zhǔn)的鐘差。PTS中，為了實(shí)現(xiàn)UTC(NTSC)授時(shí)，將星鐘差的基準(zhǔn)固定為UTC(NTSC)，稱之為歸一化處理。歸一化處理是實(shí)現(xiàn)以UTC(NTSC)為基準(zhǔn)的高精度實(shí)時(shí)衛(wèi)星鐘差的關(guān)鍵步驟。

將星鐘差產(chǎn)品的基準(zhǔn)固定為UTC(NTSC)，有兩種方法。方法1為：在星鐘差解算的過程中，將其基準(zhǔn)設(shè)置為某接收機(jī)鐘，并將該接收機(jī)外接UTC(NTSC)信號(hào)，此時(shí)獲得的星鐘差即為以UTC(NTSC)為基準(zhǔn)的實(shí)時(shí)星鐘差產(chǎn)品；方法2為：在星鐘差計(jì)算完成后，利用實(shí)時(shí)PPP技術(shù)，通過解算星鐘與UTC(NTSC)之間的偏差，將星鐘差參考時(shí)間歸算至UTC(NTSC)。方法2中，由于利用PPP計(jì)算需要耗費(fèi)時(shí)間，歸算參考時(shí)間時(shí)需要一定的時(shí)間，因此，方法2適用于近實(shí)時(shí)產(chǎn)品，而非實(shí)時(shí)產(chǎn)品。

本系統(tǒng)采用方法1將星鐘差產(chǎn)品的基準(zhǔn)固定為UTC(NTSC)。首先，設(shè)置基準(zhǔn)接收機(jī)，外接UTC(NTSC)信號(hào)，并精確測量連接鏈路設(shè)備時(shí)延。其次，基準(zhǔn)接收機(jī)數(shù)據(jù)參與實(shí)時(shí)星鐘差解算，并將其固定為星鐘基準(zhǔn)，解算各星鐘相對(duì)于該基準(zhǔn)的鐘差。此時(shí)，生成的星鐘差產(chǎn)品參考時(shí)間即為UTC(NTSC)。

鐘差預(yù)報(bào)也是基于高頻觀測文件拼接的實(shí)時(shí)鐘差確定算法中的一部分。鐘差預(yù)報(bào)前，需進(jìn)行數(shù)據(jù)質(zhì)量控制，包括粗差探測及修復(fù)和鐘跳探測及修復(fù)等。由于基于高頻觀測文件拼接的實(shí)時(shí)鐘差確定算法的更新頻率較快(15min～1h均可)，只需對(duì)衛(wèi)星鐘差的超短期預(yù)報(bào)進(jìn)行研究。系統(tǒng)中采用了G.Huang等提出的自適應(yīng)鐘差預(yù)報(bào)模型[13]，此處不再贅述。

鐘差預(yù)報(bào)生成高精度的RINEX格式實(shí)時(shí)鐘差產(chǎn)品，根據(jù)實(shí)時(shí)用戶需求，可將其生成狀態(tài)空間表示(State Space Repersentation，SSR)格式的廣播星歷鐘差的高精度改正數(shù)。值得注意的是，廣播星歷是沒有修正相對(duì)論效應(yīng)的，而通過上述步驟生成的RINEX格式的實(shí)時(shí)鐘差產(chǎn)品是修正了相對(duì)論效應(yīng)的，所以需要將其二者匹配后再通過BNC軟件播發(fā)。

1.2 用戶端

用戶端接收服務(wù)端生成的基于UTC(NTSC)的高精度實(shí)時(shí)衛(wèi)星鐘差，結(jié)合衛(wèi)星實(shí)時(shí)軌道和測站坐標(biāo)等。基于式(1)和式(2)，利用非差消電離組合觀測值，即可得出用戶站鐘相對(duì)于UTC(NTSC)的鐘差，從而實(shí)現(xiàn)國家標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間精密授時(shí)

(1)

(2)

2 系統(tǒng)搭建

國家授時(shí)中心負(fù)責(zé)國家標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間UTC(NTSC)的產(chǎn)生、保持和發(fā)播，同時(shí)也是iGMAS跟蹤站所在地之一，且是iGMAS分析中心和數(shù)據(jù)中心之一，為基于iGMAS的國家標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間亞納秒級(jí)授時(shí)系統(tǒng)的搭建提供了便利條件。UTC(NTSC)是我國國家標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間，中長期穩(wěn)定度為10-15～10-16量級(jí)，在過去2年內(nèi)，UTC-UTC(NTSC)的RMS保持在3ns以內(nèi)[2]。

2018年11月，國家授時(shí)中心設(shè)計(jì)并搭建了基于iGMAS的國家標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間亞納秒級(jí)授時(shí)原型系統(tǒng)，如圖3所示，該系統(tǒng)由跟蹤網(wǎng)、分析處理服務(wù)平臺(tái)、播發(fā)平臺(tái)及用戶平臺(tái)組成。其中，分析處理服務(wù)平臺(tái)包括大型服務(wù)器及相關(guān)分析處理軟件；播發(fā)平臺(tái)基于CASTER、BNC等軟件實(shí)現(xiàn)；用戶平臺(tái)基于全球分布的各種類型的接收機(jī)展開測試；跟蹤網(wǎng)包括IGS/iGMAS跟蹤站及基準(zhǔn)站，基準(zhǔn)站包括UTC(NTSC)主鐘、相位微調(diào)儀和基準(zhǔn)接收機(jī)等各類設(shè)備及相關(guān)軟件。

圖3 PTS原型系統(tǒng)

基準(zhǔn)站位于國家授時(shí)中心，記為XIA6?；鶞?zhǔn)站外接UTC(NTSC)信號(hào)，并精密測定接收機(jī)時(shí)延和電纜時(shí)延等。用戶測試平臺(tái)包括CAP1、GOP6和ONS1這3個(gè)測站?；鶞?zhǔn)站及用戶站信息如表2表示。

表2 基準(zhǔn)站與用戶站信息表

1)將UTC(NTSC)信號(hào)經(jīng)相位微調(diào)儀處理后，接入基準(zhǔn)站接收機(jī)XIA6，并精確測量電纜等設(shè)備時(shí)延；

2)基于iGMAS/IGS跟蹤網(wǎng)的小時(shí)觀測文件，分析處理平臺(tái)歸算實(shí)時(shí)軌道及基于UTC(NTSC)的實(shí)時(shí)星鐘差，并通過BNC軟件生成實(shí)時(shí)鐘差改正數(shù)；

3)播發(fā)平臺(tái)通過CASTER軟件，將實(shí)時(shí)鐘差和軌道改正數(shù)播發(fā)，記為TEST0；

4)用戶測試平臺(tái)各用戶站接收實(shí)時(shí)觀測數(shù)據(jù)和廣播星歷，結(jié)合TEST0改正數(shù)，求解本地站鐘與UTC(NTSC)的差，授時(shí)完成。

3 系統(tǒng)測試

原型系統(tǒng)搭建完成后，對(duì)系統(tǒng)的測試分為2個(gè)方面：一方面是對(duì)基于UTC(NTSC)的實(shí)時(shí)鐘差精度和完整性的測試；另一方面是基于原型系統(tǒng)的授時(shí)精度的測試。

3.1 基于UTC(NTSC)的實(shí)時(shí)鐘差性能測試

實(shí)時(shí)鐘差的性能是PTS性能的關(guān)鍵因素之一。因此，首先對(duì)基于高頻觀測文件拼接確定的、以UTC(NTSC)為參考的實(shí)時(shí)鐘差產(chǎn)品進(jìn)行測試。

采用Gibbs方程和Van’Hoff 方程對(duì)磁性纖維素吸附亞甲基藍(lán)的熱力學(xué)特征進(jìn)行分析。吸附自由能(ΔG)、吸附焓變(ΔH)和吸附熵變(ΔS)可以通過式

測試中使用的高頻觀測文件為IGS/iGMAS發(fā)布的小時(shí)觀測文件，實(shí)時(shí)軌道固定為iGMAS分析中心NTSC生成的超快產(chǎn)品NTU-P，ERP固定為FINALS2000A，測站數(shù)量約為70個(gè)，其中包含約30個(gè)iGMAS測站和40個(gè)IGS測站。實(shí)時(shí)鐘差參考鐘設(shè)置為UTC(NTSC)。以NTSC生成的最終產(chǎn)品為真值，基于二次差法，圖4展示了2020年9月12日(DOY:255/2020)—2020年10月11日(DOY:284/2020)的GPS實(shí)時(shí)鐘差測試結(jié)果。

圖4 基于UTC(NTSC)的GPS實(shí)時(shí)衛(wèi)星鐘差精度

30天的在線測試統(tǒng)計(jì)結(jié)果顯示，基于高頻觀測文件拼接確定的GPS實(shí)時(shí)鐘差，其精度(STD)可達(dá)0.16ns，與IGS RTS提供的實(shí)時(shí)鐘差產(chǎn)品精度相當(dāng)，優(yōu)于目前成熟的實(shí)時(shí)鐘差產(chǎn)品廣播星歷和超快鐘差產(chǎn)品。由于不存在數(shù)據(jù)丟包等現(xiàn)象，該產(chǎn)品的完整率為100%，且其參考時(shí)間為UTC(NTSC)。因此，基于高頻觀測文件確定的實(shí)時(shí)鐘差可用于PTS。

3.2 原型系統(tǒng)授時(shí)性能測試

目前，基于iGMAS快速產(chǎn)品，利用GPS PPP站時(shí)間比對(duì)精度(STD)可達(dá)0.1ns，可作為真值評(píng)價(jià)PTS原型系統(tǒng)實(shí)時(shí)授時(shí)精度。因此，本文采用基準(zhǔn)站XIA6和各用戶站的事后PPP鏈路結(jié)果，對(duì)PTS原型系統(tǒng)的測試結(jié)果進(jìn)行評(píng)估。評(píng)估方法可描述為：

1)利用原型系統(tǒng)進(jìn)行授時(shí)，得到用戶測試平臺(tái)中各用戶站本地鐘與UTC(NTSC)的差；

2)利用iGMAS快速產(chǎn)品、結(jié)合PPP時(shí)間傳遞技術(shù)，生成用戶測試平臺(tái)中各用戶站與基準(zhǔn)站XIA6的時(shí)間比對(duì)結(jié)果，由于XIA6外接了UTC(NTSC)信號(hào)，并精確測量電纜等設(shè)備時(shí)延，可得到各用戶站本地鐘與UTC(NTSC)間的鐘差；

3)結(jié)果1)與結(jié)果2)做差，并對(duì)其進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，即為PTS原型系統(tǒng)授時(shí)精度評(píng)估結(jié)果。

本文涉及的授時(shí)精度均指A類不確定度，采用標(biāo)準(zhǔn)差表示。

依據(jù)評(píng)估方法，圖 5顯示了用戶測試平臺(tái)中3個(gè)用戶站CAP1、GOP6和ONS1 年積日(Day of Year，DOY)122/2021—128/2021共7天的實(shí)時(shí)在線授時(shí)評(píng)估結(jié)果。

圖5 PTS原型系統(tǒng)各用戶站連續(xù)7天授時(shí)精度評(píng)估結(jié)果

從圖5可以看出，7天連續(xù)的評(píng)估結(jié)果顯示，各用戶站的授時(shí)評(píng)估精度為：CAP1為 0.81ns，GOP6為0.74ns，ONS1為0.70ns。

圖6所示為各用戶站單天的授時(shí)精度評(píng)估結(jié)果。從圖6可以看出，用戶測試平臺(tái)中的用戶站GOP6和ONS1所有天及CAP1站絕大多數(shù)天均可達(dá)到優(yōu)于1ns的授時(shí)評(píng)估結(jié)果。

圖6 PTS原型系統(tǒng)各用戶站單天授時(shí)精度評(píng)估結(jié)果

為了揭示影響PTS原型系統(tǒng)授時(shí)精度的原因，分析了各用戶站與基準(zhǔn)站XIA6之間形成的基線長度，并利用TEQC軟件計(jì)算了各用戶站觀測數(shù)據(jù)的多路徑誤差。如表3所示，各用戶站基線從短到長依次為：CAP1，ONS1，GOP6；多路徑誤差從大到小為：CAP1，GOP6，ONS1?？梢钥闯觯嗦窂秸`差較大的測站CAP1，其PTS時(shí)間服務(wù)精度也明顯較差。這是因?yàn)槟壳癙TS原型系統(tǒng)用戶端基于PPP技術(shù)進(jìn)行授時(shí)，觀測數(shù)據(jù)的多路徑誤差會(huì)影響PPP解算結(jié)果。與此同時(shí)，ONS1站觀測數(shù)據(jù)多路徑誤差略大于GOP6站觀測數(shù)據(jù)，但ONS1站的時(shí)間服務(wù)精度略優(yōu)于GOP6測站。D.Matsakis等[14]指出，當(dāng)PPP解算中使用浮點(diǎn)解模糊度時(shí)，可能會(huì)引起結(jié)果的非線性失真，這只是一個(gè)可能的原因，還需要進(jìn)一步確認(rèn)。從上述分析可以看出，PTS原型系統(tǒng)時(shí)間服務(wù)精度的影響因素包括：用戶站和基準(zhǔn)站之間形成的基線長度，以及用戶站觀測數(shù)據(jù)質(zhì)量等。其中，用戶站觀測數(shù)據(jù)質(zhì)量對(duì)系統(tǒng)精度影響較大。

表3 用戶站連續(xù)7天PTS評(píng)估精度、平均多路徑誤差及與基準(zhǔn)站形成的基線長度

4 結(jié)論

UTC是國際標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間，是世界各國時(shí)間服務(wù)的基礎(chǔ)。針對(duì)目前基于UTC的時(shí)間服務(wù)在精度和時(shí)效性等方面存在的問題，本文設(shè)計(jì)并搭建了PTS原型系統(tǒng)，詳細(xì)闡述了其系統(tǒng)原理和系統(tǒng)組成，并對(duì)原型系統(tǒng)性能進(jìn)行了測試分析。測試結(jié)果表明：

1)該系統(tǒng)可提供亞納秒級(jí)精度的、實(shí)時(shí)的、可靠的授時(shí)服務(wù)。與目前廣泛應(yīng)用的GNSS授時(shí)技術(shù)相比，PTS將實(shí)時(shí)授時(shí)精度提高了1～2個(gè)量級(jí)，可滿足某些領(lǐng)域?qū)r(shí)間服務(wù)的需求。

2)PTS基于國家標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間UTC(NTSC)實(shí)現(xiàn)，可直接用于UTC比對(duì)。該方法成本低廉，易于實(shí)現(xiàn)，具有廣泛的應(yīng)用前景。

3)本文在搭建PTS原型系統(tǒng)時(shí)，用戶端采用PPP技術(shù)求解用戶站鐘與UTC(NTSC)的鐘差，以完成授時(shí)。在實(shí)際應(yīng)用中，用戶端解算時(shí)，可根據(jù)用戶對(duì)精度等方面的要求，選擇多種方式。另外，本文僅基于GPS對(duì)PTS原型系統(tǒng)授時(shí)精度進(jìn)行測試?；贐DS的PTS授時(shí)測試方案和結(jié)果還需要進(jìn)一步完善。