面向复杂电磁环境的自主天文测量计时器研究

刘梓豪，张 超，王天阳，程志博，李西旸，李崇辉

(信息工程大学 地理空间信息学院，河南 郑州 450001)

0 引言

卫星导航系统已经在测量领域取得了广泛应用，但是其信号易受干扰或欺骗[1]，尤其是在复杂电磁环境下，卫星导航系统难以获得高精度并且可靠的位置和时间信息。天文测量是根据天文方法观测自然天体的位置来确定地面点的经纬度和某一方向的方位角的方法，具备不受电磁干扰、误差不随时间累积等优点。在复杂电磁环境下，天文测量也能获得高精度的定位定向结果[2]。

由于地球的运动和恒星自身位置的不断变化，天体和测站间的相对位置时刻都在发生着变化，因此天文测量需要在记录天体位置的同时记录相应的观测时刻[3]。测时的精确程度直接影响天文测量的精度，一个时秒的时间记录误差将导致15角秒的观测结果误差，定位误差最大可达到450 m[4]。由此可见，测时在天文测量中是一项十分重要的工作。目前，天文测量计时方法主要是接收全球导航卫星系统(Global Navigation Satellite System，GNSS)播发的高精度协调世界时(Coordinated Universal Time，UTC)作为标准时间，通过将外界标准UTC和计算机晶振时间进行时间对比，使得计算机晶振短时间内能够维持高精度的UTC。由于计算机晶振的频率高，恒星位置的时刻能被准确地记录下来[5]。利用该方法，计算机时间可以在短期内满足一等天文测量外业预计算的精度要求。

然而在面对复杂电磁环境时，卫星导航信号的完好性无法得到保证，这必然会影响到天文测量计时工作，极大地限制了天文测量的自主性。……