综合干扰下导航卫星授时的时间误差分析及仿真研究

论文摘要

时间同步是分布式信息系统中关键的问题,在实际应用中有多种同步方法。随着以GPS为代表的卫星导航系统的推广应用,基于导航卫星的时间同步逐渐成为主流,其时间同步精度和误差也成为研究的热点问题。但在实际战场环境下,由于综合干扰的存在,时间同步精度很难得到考量,而且大部分现有对于时间同步误差的研究局限于局部环节而缺少对整体误差的研究,这不利于广大战场空间下时空一致性的研究。因此,建立综合干扰下的时间同步模型,从而整体分析时间传递精度。误差以及干扰对其的影响,对于分布式信息系统时间同步尤其是复杂战场环境下的时间同步研究具有重要的意义。论文首先对于以GPS系统为代表的卫星导航系统的时间同步机理以及时间同步过程中的干扰进行了深入研究,总结了GPS系统的授时原理。时间同步过程中的误差类型。接收机工作流程以及干扰的特性。对象和影响。其次,在机理研究的基础上论文研究了接收机时间同步各个环节的偏差修正方式。修正误差和干扰的连续数学模型并对其进行离散化。再次,论文接着提出了时间同步过程中的时钟源模型。信号传输模型等基础模型,并在此基础上研究了卫星接收机时间同步过程以及干扰的离散事件仿真模型。最后,论文对建立的仿真模型进行了测试验证;并结合课题选定的编队防空作战想定进行了具体仿真应用,得出了干扰环境下的时间同步误差分布,为战场态势时空一致性分析提供依据。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 课题的研究背景
• 1.2 国内外研究现状
• 1.3 论文的主要工作
• 1.4 组织结构
• 第二章 综合干扰下卫星导航系统时间同步机理
• 2.1 GPS 系统授时原理
• 2.1.1 GPS 时间系统
• 2.1.2 GPS 时间传递过程
• 2.1.3 时标获取
• 2.2 卫星接收机时间同步误差类型
• 2.2.1 卫星误差
• 2.2.2 传输误差
• 2.2.3 接收机误差
• 2.3 接收机时间同步数据处理算法流程
• 2.3.1 捕获
• 2.3.2 跟踪
• 2.3.3 时钟驯服
• 2.4 卫星接收机时间同步干扰特点
• 2.4.1 干扰的特性
• 2.4.2 干扰的对象
• 2.4.3 干扰的类型
• 2.5 本章小结
• 第三章 时间同步与干扰数学模型分析
• 3.1 时间传播误差模型
• 3.1.1 卫星误差模型
• 3.1.2 传输误差模型
• 3.2 接收机时延误差模型
• 3.2.1 内时延误差分析
• 3.2.2 时钟驯服误差分析
• 3.2.3 采样误差分析
• 3.3 干扰类型及其对卫星接收机时间同步的影响
• 3.3.1 压制式干扰对接收机时间同步的影响
• 3.3.2 欺骗性干扰对接收机时间同步的影响
• 3.4 本章小结
• 第四章 时间同步与干扰仿真模型建立
• 4.1 仿真方法及仿真平台简介
• 4.1.1 离散事件仿真
• 4.1.2 系统仿真软件Arena
• 4.2 时间同步基本模型
• 4.2.1 时钟源模型
• 4.2.2 信号传输模型
• 4.3 卫星导航系统时间同步模型
• 4.3.1 卫星发播模型
• 4.3.2 信号传输模型
• 4.3.3 接收机误差模型
• 4.4 干扰模型
• 4.4.1 毛刺
• 4.4.2 丢失
• 4.5 本章小结
• 第五章 综合干扰下导航卫星授时仿真测试与应用
• 5.1 导航接收机时间同步仿真实例测试
• 5.1.1 时钟驯服环节仿真
• 5.1.2 卫星导航接收机时间同步仿真
• 5.2 综合干扰条件下导航接收机时间同步仿真实例
• 5.2.1 干扰对时钟驯服环节的影响
• 5.2.2 综合干扰下导航接收机时间同步仿真
• 5.3 综合干扰下编队时间同步误差应用研究
• 5.3.1 应用实例背景
• 5.3.2 对象及分系统建模
• 5.3.3 仿真结果及分析
• 5.6 本章小结
• 第六章 总结与展望
• 6.1 论文总结
• 6.2 课题展望
• 致谢
• 参考文献
• 作者在学期间取得学术成果
• （一） 发表的学术论文
• （二） 参加的科研工作