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题名: 罗兰C自主授时及其数据通信的研究
作者: 吴海涛
答辩日期: 2002-04-01
导师: 李志刚 边玉敬
专业: 天体测量与天体力学
授予单位: 中国科学院研究生院
学位: 博士
关键词: 罗兰C ; 数据广播 ; 自主授时 ; 脉位调制 ; TOC同步 ; TOC信息 ; 时码 ; 发射控制算法 ; 相关检测 ; 多链罗兰C信号.
其他题名: Study on the Independent Time Serviceand Data Communication over Loran-C
部门归属: 高精度时间传递与精密测定轨研究室
摘要: 本论文的主要研究目的是提高和改进罗兰C授时能力。虽然GPS被广泛应用,但在欧洲、亚洲,甚至美国,罗兰C作为国家基础设施的重要组成部分,在授时方面依然被高度期望成为可选的主用定时参考源。由于罗兰C信号缺乏足够的信息标识参考脉冲,罗兰C还不能独立授时。本文通过研究认为,在罗兰C信道上增加合适的时间信息(第一篇的研究内容)或利用多链罗兰C信息(第二篇的研究内容),能够完善罗兰C高精度授时的自主性,提高定时信号的精确度和用户定时的自动化水平,从而提升该系统的可利用度和可接受程度。作者所做工作及主要成果如下: 本论文在国际上首次提出并详细研究了两种解决途径。第一条途径是对罗兰C信号进行附加调制,利用增加的时间信息完善授时功能,这是本论文的重点和主体。第二条途径是根据不同罗兰C链的TOC的重合规律,研究利用多链罗兰C信号实现自主TOC同步。 介绍了在现有罗兰C信号上增加其它附加信息调制的基本思想和国外的实验结果。在此基础上,我们提出了具有普适意义的PPM方法,研究了PPM的有关性能,给出了我国罗兰C台的有关参数。我们的实验结果也表明,PPM是可行的。 研究了罗兰C自主实现TOC同步的原理。根据TOC的特点,分析了罗兰C自主TOC同步的基本要求,然后根据广播TOC信息的目的,定义了TOC信息的概念。我们提出并定义了与ITU-R建议M589.3兼容的新的信息类型-TOC信息类型,并制订了相应的通信规约。分析了GRI脉冲序列与参考脉冲,以及调制码组与罗兰C脉冲组的时间关系。研究了在突发传输(TOC信息)和连续传输(TOC信息和DGPS交替)方式下,TOC同步的原理和方法。 研究了TOC信息的数据编码格式和帧结构。讨论了各种可能的数据信息的结构,并给出了有关参数和数据的计算方法和公式。发播内容的选择是由期望的系统功能决定的,广播内容的编排则与具体实现技术相关。给出了信息帧比特安排、时码格式、帧结构的详细结果。TOC信息主要包括UTC时码、发射信号相对于标准时间的改正数、跳秒信息和用于自动标识参考脉冲的TOC距离数据。 研究了广播TOC信息的控制算法和方法。TOC信息的发播与一般数据的广播(如播发DGNSS信息)有些不同,它除了发布相关数据信息外,还必须提供准时标志。这就需要精确的发射控制,以便TOC信息能与参考脉冲相对应并标识参考脉冲。在罗兰C数据信道上,TOC信息能够单一或与DGNSS数据交替广播,分析了在交替广播方式下的原信息的可用性。推导了获得TOC信息帧帧头位置序号的递推算法,提出了相应的控制方法。信息帧发射控制和帧同步是实现自主TOC同步的关键。 研究了TOC信息的接收方法。讨论了PPM调制信号的相干解调方法,得到了相关检测的判决表达式、判决域和相应的相关检测器,提出了一种得到本地参考信号的方法。提出了利用TOC信息实现高精度或低精度定时的方法,当然电路的复杂性也会有所不同,但均可得到TOC时码或全信息连续时间编码输出。 通过分析多链罗兰C信号的特点,提出了利用多链罗兰C信号实现UTC同步的方法。首次提出了多链罗兰C信号的有关定义和性质,研究了用户利用多链信号实现UTC同步的基本原理,给出了多链TOC秒重合和不重合两种情况下的实现方法。采用这些方法,用户也可以摆脱对粗同步手段的依赖,提高定时的自动化水平。
语种: 中文
内容类型: 学位论文
URI标识: http://210.72.145.45/handle/361003/4291
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吴海涛. 罗兰C自主授时及其数据通信的研究[D]. 中国科学院研究生院. 2002.
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