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抗差Vondrak滤波方法在时间频率传递中的应用

张智超 贾小林 焦文海 严祥高 李佳豪

张智超, 贾小林, 焦文海, 严祥高, 李佳豪. 抗差Vondrak滤波方法在时间频率传递中的应用[J]. 全球定位系统, 2024, 49(2): 23-29. doi: 10.12265/j.gnss.2023192
引用本文: 张智超, 贾小林, 焦文海, 严祥高, 李佳豪. 抗差Vondrak滤波方法在时间频率传递中的应用[J]. 全球定位系统, 2024, 49(2): 23-29. doi: 10.12265/j.gnss.2023192
ZHANG Zhichao, JIA Xiaolin, JIAO Wenhai, YAN Xianggao, LI Jiahao. Application of robust Vondrak filtering method in time-frequency transmission[J]. GNSS World of China, 2024, 49(2): 23-29. doi: 10.12265/j.gnss.2023192
Citation: ZHANG Zhichao, JIA Xiaolin, JIAO Wenhai, YAN Xianggao, LI Jiahao. Application of robust Vondrak filtering method in time-frequency transmission[J]. GNSS World of China, 2024, 49(2): 23-29. doi: 10.12265/j.gnss.2023192

抗差Vondrak滤波方法在时间频率传递中的应用

doi: 10.12265/j.gnss.2023192
详细信息
    作者简介:

    张智超:(1998—),男,硕士研究生,研究方向为导航定位与授时. E-mail:z15695452398@163.com

    贾小林:(1972—),男,研究员,研究方向为卫星导航定位. E-mail:13891907401@139.com

    焦文海:(1971—),男,研究员,研究方向为时空基准和卫星导航总体技术. E-mail:jiaowh0927@163.com

    通讯作者:

    贾小林 E-mail:13891907401@139.com

  • 中图分类号: P228.4

Application of robust Vondrak filtering method in time-frequency transmission

  • 摘要: 时间频率传递的结果会受到非模型化误差和观测噪声的影响,其噪声常为高频信号,构建低通滤波器可在一定程度上消除观测值序列中的高频噪声信号. 本文对Vondrak滤波函数的本质进行剖析,通过IGG3算法对钟差序列进行定权并采用频率响应法选择适合的滤波因子;对不同的链路分别进行卫星双向时间频率传递(two-way satellite time and frequency transfer, TWSTFT)、基于软件接收机的卫星双向时间传递(two-way satellite time and frequency transfer based on software defined receiver, SDR-TWSTFT)和短基线共视时间频率传递实验,并对钟差结果采用抗差Vondrak滤波进行平滑去噪. 结果表明:滤波后的钟差序列能够很好地反映原始钟差序列的趋势;平滑后的TWSTFT钟差结果,日波动效应得到了有效的抑制,精度有明显提升;对于共视钟差结果,精度有明显提升,与精密单点定位(precise point positioning,PPP)时间传递结果的差值保持在−1.0~1.0 ns范围内.

     

  • 图  1  TWSTFT原理

    图  2  共视时频传递基本原理

    图  3  不同阶次的频率响应曲线

    图  4  Vondrak滤波器的频率响应曲线

    图  5  测站分布

    图  6  NIM-NTSC链路钟差序列

    图  7  OP-PTB链路钟差序列

    图  8  滤波前后频谱对比图

    图  9  测站分布

    图  10  共视时间频率传递

    表  1  滤波前后RMSE ns

    项目 NIM-NTSC链路 OP-PTB链路
    滤波前 滤波后 滤波前 滤波后
    RMSE 1.95 1.64 0.14 0.09
    极大值 79.86 78.47 2.33 2.18
    极小值 70.17 72.36 1.60 1.87
    极差 9.69 6.11 0.73 0.31
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    表  2  滤波前后RMSE

    项目 滤波前/ns 滤波后/ns PPP/ns 提升率/%
    RMSE 1.59 1.08 0.77 32
    极大值 259.57 253.08 251.57 -
    极小值 242.55 246.98 248.42 -
    极差 17.01 6.10 3.15 64
    下载: 导出CSV
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出版历程
  • 收稿日期:  2023-10-07
  • 网络出版日期:  2024-03-26

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