北斗/GPS授时原理

高精度星载原子钟和地基高精度时间尺度，是保障卫星导航系统精度和可靠稳定运行的基石，是系统的核心技术之一。卫星导航信号包含了高精度频率、时间信息，这些信号成为传递标准时间UTC的最佳手段和工具。每颗GPS卫星都携带有高精度原子钟，其中铯原子钟频率稳定性达到了 、铷原子钟的频率稳定性达到了 ，地面主控站和监测站长期保持对其跟踪并修正，使得星载原子钟和GPS主钟之间高精度同步，因此GPS授时具有高精度、长期的高稳定性等特点。

　　授时是GNSS卫星导航系统三大基本服务之一，具有受众广、精确性好、长期稳定等特点，是目前主要的授时方法。高精度的星载原子钟和地面监测站的高精度时间尺度，是系统的核心技术之一，保障了GNSS系统时间与UTC时间同步在100ns以内。因此GNSS卫星信号可以传递标准时间UTC，使用接收机解算即可获取高精度时间。
　　我们分析GPS为例，每一颗卫星都搭载有原子钟，地面监控中心和主控中心也有原子钟，通过闭环校准系统使得各个导航卫星的星载原子钟与GPS主钟精密同步。高精度原子钟价格高昂体积庞大，不适合便携式通用接收机使用，因此常规GPS接收机会采用价格低廉的石英晶体振荡器作为频率源，由于晶体振荡器受温度、湿度、压力、震动、老化等影响使得晶体振荡器的频率发生漂移，导致接收机本地时间与GPS时间存在较大偏差。授时接收机接收到GNSS卫星信号，通过定位、定时算法解算出接收机钟差，计算出接收机定位时刻对应的GPS时间，将接收机本地时间同步到GPS时间，导航电文第4子帧第18页给出了GPS时间与协调时UTC之间的差值，利用这个差值把本地时间同步到UTC时间。