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北斗心脏——高精度时间频率系统

发布时间:2021-10-18 16:05

          北斗卫星导航系统是我国自主建设运行的全球卫星导航系统,为用户提供全天候的导航、定位和授时服务,是国家重要的时空基础设施。高精度时间频率系统在北斗卫星导航系统中发挥着核心作用,因此被誉为北斗卫星导航系统的“心脏”。如此命名的缘由还要从导航定位的原理说起,利用已知的北斗导航卫星的空间坐标和测量得到的终端与卫星之间的距离,就能解算出终端在地球上的实际位置。由于距离等于时间乘以速度,在光速已知的情况下,距离的测量就转化为了时间的测量,比如1秒的时间误差将带来约30万千米的测距误差,所以时间测量的准确度越高,位置解算就越准确。


           北斗系统的PNT应用

           定位方面,测量测绘、精细农业、灾害监测都对高精度定位有着天然的高需求,具体场景包括渔业的寻找作业渔场、解决海事灾难和纠纷、船舶指挥调度;交通运输的火车运行调度等等;导航方面,车辆导航、航空导航、航海导航、武器制导等领域需要高精度的导航来帮忙。目前最常见的单频单系统10米左右的定位精度会对一些应用场景造成困扰,比如找不到共享单车、驾驶导航车道出错等等。

          而北斗的导航精度,根据中国卫星导航系统管理办公室去年12月公开发布的《北斗卫星导航系统发展报告(4.0版)》,在全球范围内,北斗的定位精度达到水平10米、高程10米;测速精度为0.2米每秒。亚太地区,定位精度水平5米、高程5米(以上均为95%置信度)。而精密单点定位服务,更是可以为中国及周边地区提供动态分米级,静态厘米级的高精度定位服务,满足国土测绘、精准农业、自动驾驶等领域用户高精度服务需求。授时则能提供全球性、全天候、快速、高精度的标准时间信息,高精度授时的应用领域有电网同步(作为电力系统的同步时钟系统)、移动通信(CDMA通信系统的时间同步)、金融网络(银行计算机时间同步)、国防领域(单个装备、武器系统时间同步,协同作战),智能交通智能城市(同步摄像头信号灯的时间)等方方面面。

          从通信、电网到股市,授时影响着我们的生活方方面面。万物互联势不可挡,高精度导航定位的下一步更在于建立物与物之间的联系,通过将定位导航的信息和时间融入到所有的终端中,并与周边的智能终端共享和交互自身的位置及其他相关标签,赋予万物精准的时空信息,以期得到更好的语境感知和协同处理能力。

标签:时间同步卫星授时系统高精度时间频率北斗系统

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