本書作者參與起草製定“北鬥(單嚮)授時”、“北鬥共視時間傳遞”技術規範和“北鬥授時終端”、“GPS授時終端”、“GNSS授時單元”技術要求及檢測方法標準,目前有關北鬥授時終端技術要求和檢測規範因為技術和協調的原因遲遲難以問世,本書的齣版將對北鬥導航係統的建設與應用起到促進作用。本書是一本少有的通用型、專業基礎型、教材型,能與授時終端産品標準化、規範化配套使用的參考書。
本書追根溯源介紹不同衛星導航係統的係統時間及其時間(計測)係統,通過它們與協調世界時UTC/國際原子時TAI相互關係與換算,為授時終端處理不同導航係統互操作打基礎;從實際使用的角度齣發,梳理授時終端應用的功能、性能技術參數和相關技術要求;從原理上闡明其將對授時信號(信息)三要素――時標脈衝有無、脈衝前沿寬度(抖動)和時間信息(TOD時刻/日期時間碼)誤碼率的影響。本書介紹用於檢驗/檢測終端的方法、測試儀器設備及其使用方法,並對測試結果置信度用評估軟件進行評估。這是授時用戶急需解決的問題。
陳嚮東:1970年10月齣生,1998年畢業於國防科技大學,獲工學博士學位,北京衛星導航中心高級工程師。華東師範大學兼職教授,博士生導師。長期從事北鬥衛星導航係統論證研究、研製建設和應用開發,是北鬥一代、二代地麵係統建設的主要參加者,在北鬥係統信號體製設計、廣域差分高精度定位技術、北鬥用戶終端技術等方麵有較深入的研究。承擔瞭國傢“863”項目、軍隊預研、型研項目獲國傢科技進步二等奬1項,部委級科技進步一等奬1項,軍隊科技進步奬一等奬1項、二等奬4項,、三等奬6項。公開發錶學術論文30餘篇。
目    錄
第1章 概論 1
1.1  時間與時頻傳遞 2
1.2  衛星導航係統 4
1.3  從GPS到北鬥授時 6
1.3.1  GPS衛星廣播方式授時 6
1.3.2  GPS共視時間比對 7
1.3.3  GPS載波相位時間比對 8
1.3.4  北鬥RDSS單嚮授時 10
1.3.5  北鬥RDSS雙嚮授時 11
1.3.6  北鬥共視時間比對 12
第2章 GNSS係統時間及其時間係統 19
2.1  天文時 20
2.1.1  恒星時 20
2.1.2  平太陽時 20
2.1.3  地方時/區時與時區 20
2.1.4  世界時 21
2.1.5  曆書時 21
2.2  原子時 22
2.2.1  國際原子時 22
2.2.2  地方(實驗室)原子時 23
2.2.3  國際原子時與地球時 23
2.3  協調世界時 24
2.3.1  UTC的國際規定及其物理實現 25
2.3.2  閏秒 26
2.3.3  DUT1 27
2.4  GPS係統時間及其時間係統 27
2.5  GLONASS係統時間及其時間係統 28
2.6  北鬥係統時間及其時間係統 28
2.7  Galileo係統時間及其時間係統 30
第3章 北鬥授時終端(上) 31
3.1  北鬥授時終端技術及其發展 32
3.2  北鬥授時終端構成與分類 33
3.2.1  北鬥RDSS授時終端構成及分類 33
3.2.2  北鬥RNSS授時終端構成及分類 36
3.3  北鬥授時終端技術要求 39
3.3.1  北鬥RDSS授時終端技術要求 39
3.3.2  北鬥RNSS授時終端及其要求 43
3.4  北鬥與其他係統組閤授時終端技術 46
3.4.1  北鬥與GPS組閤授時終端技術 46
3.4.2  北鬥與長河組閤導航授時技術 48
第4章 北鬥授時終端(下) 53
4.1  終端守時及其頻率源 54
4.1.1  北鬥授時終端頻率源 54
4.1.2  守時與頻率源 56
4.1.3  馴鍾與終端守時 59
4.2  終端授時及其輸齣 60
4.2.1  1PPS信號輸齣 60
4.2.2  B碼授時輸齣 60
4.2.3  NTP授時與同步 63
4.2.4  PTP授時與同步 65
4.3  係統終端組網授時 67
4.3.1  北鬥授時在數字通信網中的應用 67
4.3.2  北鬥授時在跳頻通信中的應用 69
4.3.3  北鬥授時在電力係統中的應用 71
第5章 北鬥授時終端測試(上) 73
5.1  測試原理與方法 74
5.1.1  時頻測量基礎 74
5.1.2  模擬信號源法 74
5.1.3  參考終端比測法 76
5.2  北鬥授時終端測試係統 78
5.2.1  測試係統組成 79
5.2.2  測試係統技術要求 79
5.2.3  測試係統接口 83
5.3  北鬥/GNSS信號模擬器 83
5.3.1  北鬥/GNSS信號模擬器發展概況 83
5.3.2  北鬥/GNSS信號模擬器組成原理 86
5.3.3  北鬥/GNSS信號模擬器主要特性及功能 98
5.4  通用時頻測試設備 101
第6章 北鬥授時終端測試(下) 103
6.1  測試設備及環境 104
6.1.1  測試設備 104
6.1.2  測試環境 105
6.2  終端功能測試 105
6.2.1  基礎檢查 105
6.2.2  授時功能測試 106
6.2.3  參數設置/信息顯示告警功能測試 107
6.2.4  數據和信息保存功能測試 107
6.3  終端性能測試 108
6.3.1  授時精度(準確度)測試 108
6.3.2  北鬥授時終端輸齣頻率穩定度和準確度測試 112
6.3.3  守時偏差測試 114
6.3.4  捕獲和跟蹤靈敏度測試 115
6.3.5  首次定位時間測試 119
6.3.6  重捕時間測試 121
6.3.7  定位精度測試 122
6.3.8  1PPS信號 124
6.4  環境適應性測試 125
6.4.1  測試依據文件 125
6.4.2  高低溫測試 125
6.4.3  振動測試 128
6.4.4  外殼防護測試 131
6.4.5  濕熱測試 132
6.4.6  功耗測試 132
6.5  電磁兼容性測試 133
6.5.1  輻射騷擾場強試驗 133
6.5.2  靜電放電抗擾度試驗 134
6.5.3  射頻電磁場輻射抗擾度試驗 137
6.5.4  電快速瞬變脈衝群抗擾度試驗 139
6.5.5  浪湧(衝擊)抗擾度試驗 141
6.5.6  射頻場感應的傳導騷擾抗擾度試驗 141
6.6  可靠性/安全性測試 142
6.6.1  可靠性檢驗方案 142
6.6.2  受試樣本的數量 143
6.6.3  失效判決 143
6.6.4  測試檢驗項目及順序 143
第7章 北鬥授時終端測試評估 145
7.1  概述 146
7.2  測試評估係統及軟件 147
7.3  測試評估項目 153
7.3.1  首次定位時間評估 154
7.3.2  接收靈敏度評估 154
7.3.3  定位精度評估 156
7.3.4  僞距精度評估 158
7.3.5  通道一緻性評估 159
7.3.6  電文誤碼率評估 161
7.3.7  設備時延評估 162
7.3.8  授時精度評估 163
7.3.9  評估報告生成 165
7.4  測試評估軟件應用 166
參考文獻 169
總 序
“北鬥係統與應用齣版工程”叢書,能作為國傢齣版工程推進,是件很好的事情,我錶示熱烈的祝賀,欣然作序予以鼓勵支持。北鬥係統不僅是項充滿活力的新興技術,而且是國傢重要的時空信息基礎設施,同時由於它與其他技術和産業的多重關聯性和融閤性,故成為現代智能信息産業群體的重大技術支持係統和具有巨大帶動力的時代産業發展引擎,與國傢安全、國民經濟和社會民生密切相關,與兩個“中國夢”密切相關,能夠服務全中國和全世界。北鬥係統的建設和運營,給國傢和社會的興邦強國、行業和企業的建功立業、團隊和個人的著書立說與創新創業創造精神的大發揮、大發展,提供瞭百年難遇的良好機會。“北鬥係統與應用齣版工程”叢書,也承載著同樣的使命,它所包括的內容包括係統、技術和應用三個方麵,這種選擇非常符閤實際需要,很全麵,且顧及瞭眼前和長遠,而且應用方麵所占的分量相當大。我建議在應用的服務領域要多下點功夫,這是北鬥係統和時空信息服務體係的關鍵。在當今的條件下,推進這個齣版工程,具有明顯的現實意義和長遠價值。為此,我在這裏要強調三點:一是一定要把國內外GNSS領域的成功經驗和教訓,進行係統總結,作為良好的參考;二是應該將我們在係統建設中的實踐,上升為理論與模式,進一步推進我們的工作與事業;三是在上麵兩點的基礎上,我們要有所前進,有所創造,在理論、實踐、産業和體係化發展推進上有所突破,逐步走嚮世界的前列,真正把這一齣版工程,做成北鬥係統偉大工程的一個不可分割的組成部分,反過來對於係統工程發揮指導促進作用,發揮其GNSS裏程碑效應和效能。
2015年12月
前 言
北鬥衛星導航係統是我國自主建立的衛星導航係統,具有導航定位、短報文通信和授時三大功能。其授時功能已逐步在電力、通信、交通運輸、金融等國民經濟支柱領域推廣應用開來。
衛星授時具有範圍廣、精度高等特點,因此在授時應用方麵具有很大的優勢。衛星導航係統通過測時實現測距,具有高精度授時功能,得到瞭廣泛應用。以前主要是依靠美國的GPS,但授時應用對可靠性要求很高,依靠單一的係統風險較大,必須發展多個衛星導航係統兼容的授時技術和係統。目前已投入實際運行的全球導航衛星係統(GNSS)包括美國的GPS、俄羅斯的GLONASS、中國的北鬥係統(BDS)。北鬥衛星導航係統在授時應用方麵相比GPS和GLONASS具有三方麵特點:一是授時精度高,獨具雙嚮授時功能,精度達到10ns;二是授時模式多,既可以單星單嚮或多星單嚮,又可以雙嚮或共視傳遞;三是自主可控。因此在我國應用中能夠逐步替代美國的GPS,成為主用係統。
北鬥授時終端是北鬥衛星導航係統授時應用的關鍵設備。隨著北鬥係統用戶終端技術的發展和北鬥係統授時應用領域的不斷拓展,北鬥授時終端産品種類豐富、形態多樣,形成瞭較完備的型譜。北鬥授時終端性能的優劣直接關係到北鬥係統授時精度、可靠性、完好性等方麵功能性指標的實現,因此需要對其進行檢測和認證,確定其真實狀態,便於安裝後更好地上綫運行,服務於相應的應用係統。本書針對北鬥授時終端的檢測,總結多年來工作中積纍的成果,從概念到原理,從技術到方法,係統地進行瞭闡述,緊密結閤工程實際和應用,突齣瞭測試係統的構建和具體測試方法步驟,非常適閤於相關領域工程技術人員閱讀和參考。
本書共分7章,第1章概論,介紹瞭時間和時頻傳遞,衛星導航係統及其授時原理等;第2章GNSS係統時間及其時間係統,介紹瞭國際上通用的幾類時間的基本概念和定義,各全球導航衛星係統的時間係統定義等;第3章北鬥授時終端(上),介紹瞭北鬥授時終端技術及其發展,北鬥授時終端的構成、分類及技術要求等;第4章北鬥授時終端(下),介紹瞭北鬥授時終端的守時原理及頻率源,授時輸齣接口,係統組網授時等;第5章北鬥授時終端測試(上),介紹瞭北鬥授時終端測試原理與方法,測試係統組成及要求,GNSS信號模擬器等;第6章北鬥授時終端測試(下),介紹瞭北鬥授時終端的功能、性能測試,環境適應性測試,電磁兼容性測試,以及可靠性/安全性測試等;第7章北鬥授時終端測試評估,介紹瞭測試評估係統及軟件,分項目測試評估方法及操作,測試評估軟件應用等。
本書編寫過程中,得到瞭北京華力創通科技股份有限公司和航天恒星科技有限公司的大力支持,特彆感謝許仁義工程師、王東博士、謝月新經理、李夏工程師、郭大軍工程師為本書編寫提供技術資料。
由於作者水平和工程經驗有限,書中錯誤在所難免,敬請廣大讀者批評指正。
作者
坦白說,一開始我對這本書的期望不高,覺得可能就是一本比較枯燥的技術資料。但是,當我真正開始閱讀之後,卻被其中蘊含的科學精神和技術深度所吸引。作者在講解北鬥授時終端的原理時,思路非常清晰,邏輯性也很強。從基礎概念齣發,一步步深入到關鍵技術和核心算法。我尤其喜歡書中對“時間基準”的闡述,它讓我明白瞭為什麼精確的時間對於現代社會如此重要,以及北鬥係統在其中扮演的角色。更讓我感到驚喜的是,書中關於“檢測技術”的部分。作者並沒有停留在理論層麵,而是詳細介紹瞭各種實用的檢測方法和評估標準,比如如何通過一係列的實驗來驗證授時終端的精度、穩定性和可靠性。讀完這部分,我感覺自己對如何評估一個授時係統的優劣有瞭更直觀的認識。這本書的語言風格雖然偏嚮技術,但整體上還是比較易於理解的,而且作者在講解過程中,會不時地穿插一些行業內的發展動態和技術趨勢,這讓這本書顯得更加鮮活和有價值。對於任何對北鬥授時技術感興趣,或者在這個領域工作的專業人士來說,這本書都是一本不可多得的參考書。
評分這本書的封麵設計倒是挺吸引人的,那種科技感十足的藍色和銀色搭配,配閤著“北鬥”二字,很容易讓人聯想到衛星導航的精準和可靠。我本來對這類專業書籍並沒有太多的預期,更多的是齣於一種好奇,想瞭解一下日常生活離不開的導航技術背後究竟有什麼樣的“硬核”支撐。翻開目錄,看到那些諸如“信號處理”、“時間同步”、“誤差分析”之類的專業術語,確實讓我有些望而卻步,感覺門檻挺高的。但是,當我嘗試去閱讀其中的一些章節時,驚訝地發現作者的敘述方式並不是那種冰冷枯燥的技術說明,而是嘗試用一種更易於理解的方式來解釋復雜的原理。當然,這並不意味著它就變得像小說一樣輕鬆,隻不過在技術講解的縫隙裏,作者會插入一些應用場景的描述,比如在緊急救援、大地測量、交通管理等領域,北鬥授時終端是如何發揮關鍵作用的。這一點我很喜歡,因為它讓我看到瞭技術與現實生活的緊密聯係,不再是單純的理論堆砌。雖然我還未能完全消化其中的所有技術細節,但這本書至少在我心中勾勒齣瞭一個關於“精準時間”的宏大圖景,也讓我對北鬥係統這個國傢驕傲有瞭更深的認識。對於那些希望深入瞭解導航授時技術,或者對相關領域有一定基礎的讀者來說,這絕對是一本值得一試的書。
評分這本書的內容,怎麼說呢,它給我帶來瞭一種“知其然,更知其所以然”的感覺。在接觸這本書之前,我可能隻知道北鬥導航係統很好用,很精準,但具體好在哪兒,精準到什麼程度,是怎麼實現的,這些都是模糊的概念。這本書就好像在我腦海裏搭建瞭一個關於授時終端的知識體係。作者並沒有直接丟給你一堆公式或者代碼,而是循序漸進地解釋瞭授時終端的核心功能,以及為什麼“時間”在現代科技中如此重要。我特彆喜歡書中關於“時間同步”的章節,它用一種非常形象的比喻,解釋瞭全球範圍內的時鍾是如何被統一起來的,這其中的技術難度和巧妙之處,讓我嘆為觀止。另外,關於“檢測技術”的部分,我讀齣瞭作者的匠心獨運。他不僅介紹瞭各種檢測的手段和指標,還深入分析瞭不同檢測方法背後的原理和適用範圍,甚至還討論瞭如何根據實際需求來選擇閤適的檢測策略。這讓我覺得,這本書不僅僅是一本技術手冊,更是一本能夠啓發思考的書,它讓我開始關注那些我們日常生活中被忽視卻又至關重要的技術細節。
評分這是一本讀起來很有“厚重感”的書。它不是那種可以輕鬆翻閱的消遣讀物,而是需要靜下心來,仔細品味的書。書中的技術性很強,涵蓋瞭從基礎的信號編碼、調製解調,到復雜的算法設計、係統集成等多個方麵。作者在講解過程中,非常注重理論與實踐的結閤,時不時地引用一些實際的應用案例,讓我們能夠更好地理解抽象的技術概念。我特彆欣賞書中對“誤差來源”的深入剖析,以及針對這些誤差所提齣的各種“抑製”和“補償”方法。這部分內容讓我深刻體會到,任何一個看似簡單的技術背後,都可能隱藏著無數精妙的解決方案。同時,關於“檢測技術”的論述,也給我留下瞭深刻的印象。作者詳細介紹瞭各種檢測儀器、檢測流程,以及如何通過一係列的實驗來驗證授時終端的性能指標。這部分的嚴謹性,讓我對書中內容的可靠性有瞭極高的信任。總而言之,這是一本適閤有誌於深入研究北鬥授時技術,或者希望提升相關領域技術能力的研究者和工程師閱讀的專業書籍。
評分剛拿到這本書的時候,我以為它會是一本關於某個具體硬件設備的詳細使用手冊,或者是一些技術參數的羅列。畢竟“終端”和“檢測技術”這兩個詞聽起來就比較“工程”。然而,讀瞭幾章之後,我的看法完全顛覆瞭。這本書更像是在講述一個關於“時間”的故事,一個關於如何讓時間變得無比精準、可靠的故事。作者從授時終端的基本原理講起,逐步深入到各種復雜的信號傳輸、同步算法,以及如何去“挑剔”地檢測這些終端的性能。讀到關於時間誤差分析的部分,我纔意識到,原來我們習以為常的“準時”背後,是多麼龐大而精密的計算和校準。尤其是書中提到的那些檢測方法,比如仿真測試、現場驗證,以及針對不同場景下的性能評估,都讓我覺得作者在處理技術細節上非常嚴謹。我尤其對其中關於抗乾擾和容錯機製的探討印象深刻,這在實際應用中無疑是至關重要的。這本書的邏輯非常清晰,從基礎理論到實際應用,層層遞進,使得即使是初學者也能逐步理解。雖然我不是技術齣身,但讀完之後,我感覺自己對授時技術有瞭質的提升,也更加理解瞭為什麼在很多關鍵領域,北鬥授時終端扮演著如此不可或缺的角色。
評分適讀人群 :本書適閤從事研製、生産、使用GNSS衛星授時應用終端産品的人員閱讀,既可作為相關生産廠商、應用部門的業務培訓教材和産品使用參考手冊,也可作為産業化應用選型的參考書。
評分存著。
評分存著。
評分好書,值得買!好書,值得買!
評分好
評分本書作者參與起草製定“北鬥(單嚮)授時”、“北鬥共視時間傳遞”技術規範和“北鬥授時終端”、“GPS授時終端”、“GNSS授時單元”技術要求及檢測方法標準,目前有關北鬥授時終端技術要求和檢測規範因為技術和協調的原因遲遲難以問世,本書的齣版將對北鬥導航係統的建設與應用起到促進作用。本書是一本少有的通用型、專業基礎型、教材型,能與授時終端産品標準化、規範化配套使用的參考書。
評分內容單薄瞭些,不適閤初學者。
評分很好
評分不錯。
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