通过时钟连接校准GNSS接收器硬件延迟以改善大地测量参考系统的研究。一项关于开发GNSS伪卫星传输链的需求分析

对地球科学应用日益增长的需求对改善大地测量参考框架提出了挑战。目前，系统性误差限制了这些框架的准确性，因为多个大地测量技术之间的经典几何连接不足。我们的目标是识别和分析变动的GNSS接收器硬件延迟（包括天线硬件延迟）对载波相位时间传输的影响，准确度达到皮秒/毫米。我们建议使用与光时系统（时钟连接）同步的地面GNSS伪卫星系统，该系统在Wettzell大地测量观测站开发，以校准变动的硬件延迟，并促进多个大地测量技术之间的时间闭合。本研究分析了开发GNSS伪卫星及其传输链的需求。我们重新构建经典的无离子精确点定位（PPP）数学理论，以纳入伪卫星数据，分离已知接收器时钟误差与未知发射接收机硬件延迟。分析建议选择高指向性和机械稳定的右旋圆极化（RHCP）日志周期或螺旋传输天线。相位中心偏移（PCO）、相位中心变化（PCVs）的校准以及精确安装以最小化多路径效应至关重要。这导致载波相位观测模型有三个未知数：发射接收机硬件延迟（我们的重点）、频率依赖的模糊项和低对流层延迟影响。通过基于USRP的传输程序，我们成功追踪了一个E1B Galileo信号副本，并使用自研的GNSS软件定义接收器（SDR）实现了该传输。传输采用了两种方法：空中传输和环回。空中传输经过精心规划，使用链路预算计算，以确保不超过允许的自由空传输限制。实证验证确保在关键公共区域附近载波噪声比（C/N0）低于30dB/Hz。在环回方法中，传输的GNSS信号反馈给伪卫星内的本地SDR，使用相同的模拟-数字转换器（ADC）/数字-模拟转换器（DAC），时钟和本地振荡器。在未来阶段，该信号将与来自光时系统的参考信号进行比较。在我们的分析中，我们还评估了USRP频率合成器（相位锁环，PLL）在高精度应用中的稳定性，例如实时动态（RTK）定位。我们发现将合成器调谐至整数模式对于维持稳定的载波频率和实现100%的实时动态定位固定率至关重要。