卫星授时原理

授时技术在军事、科技和经济生活等领域中都有广泛应用。该技术主要完成两方面的工作:第一，精确确定用户时钟相对于标准时间的偏差;第二，在两个或两个以上的不同地点实现时钟同步(称时钟或时间比对)。

协调世界时UTC为全世界用户提供了一个时间同步基准。卫星导航系统都有自己的系统时间，该时间均与UTC时间进行比对，卫星导航系统的时间与UTC时间的差值一般保持在一定范围内。如北斗时BDT与UTC的钟差保持在100ns以内（模1 s）。导航电文中发布本系统时间与UTC时间的差值，因此用户通过接收导航卫星信号，恢复出导航系统时间，就可以恢复出UTC时间。事实上，卫星导航系统已成为UTC时间的主要传播手段。

卫星授时就是利用卫星作为时间基准源或转发中介，通过接收卫星信号和进行时延补偿的方法，在本地恢复出原始时间的这一过程。根据工作原理，卫星授时分为RNSS授时和RDSS授时两种方式。

卫星如载有高精度时间源，其导航信号根据该时间源产生，用户通过接收多颗卫星信号实现伪距测量及定位解算,从而实现自身的时间同步，这种定位或授时方式称为RNSS定位或授时，如GPS、GALILEO和目前正在建设的北斗卫星导航系统；RNSS授时又分为定位定时和位置保持定时两种方式，定位定时是指用户实现定位解算时实现时间同步；位置保持定时是指用户在位置不变情况下，只需接收到1至2颗卫星即可实现维持给定精度的定时。

如卫星本身没有高精度时间源，通过接收地面站的信号再进行延时确定的转发，该过程称为RDSS授时或转发式授时，如CAPS、北斗卫星导航实验系统等。

RDSS授时有两种方式：一种为双向授时，在该种方式中，用户需向卫星发送请求，再接收卫星应答信息；另一种为单向授时，用户仅接收卫星下行信号，这种方式适于低动态用户。单向授时模式下，用户需要获得自身的精确位置。目前常用的有两种方法：一种为利用GPS辅助定位，将定位结果进行坐标转换后输入接收机；另一种方法为利用高程辅助定位，由于目前已有三颗RDSS卫星，将高程作为虚拟的第四颗星，则通过解定位方程可实现定位。

在RDSS授时中，由于RDSS导航电文中包含的为一分钟更新一次的卫星位置，因此卫星位置的计算一般通过插补拟合的方式获得。