CN110515104A - 一种差分式伪卫星网络时间同步系统与方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于导航定位与通信技术领域，公开了一种差分式伪卫星网络时间同步系统与方法，在伪卫星网络中的一个或多个坐标已知的点上安装定位终端设备作为参考站，计算参考站到各个基站的等效基站钟差和钟速参数，将t时刻参考站求解的等效基站钟差数据Dt编制成数据帧，通过通信链路播发给用户；伪卫星终端接收t时刻来自参考站的等效基站钟差数据，利用等效钟差相关信息修正观测到的距离观测值，实现基站的时间同步；用户端进一步求解高精度定位结果。本发明无需改造基站，不依赖具体测距信号体制，简便易行，低成本，高精度，保密性好，部署灵活；本发明不增加伪卫星基站的布设成本和设计成本，实现了升级改造费用低效果。

Description

一种差分式伪卫星网络时间同步系统与方法

技术领域

本发明属于导航定位与通信技术领域，尤其涉及一种差分式伪卫星网络时间同步系统与方法。

背景技术

目前，业内常用的现有技术是这样的：

全球卫星定位系统(GNSS)能够解决大部分户外场景的定位问题，然而由于信号遮挡和电磁干扰等问题，仍然有很多场景无法使用GNSS定位技术。作为GNSS技术的补充和扩展，伪卫星技术能够根据应用场景布设基站，有效地解决特定场景的定位问题，特别是在室内和地下空间得到了广泛的应用。受成本限制，伪卫星往往不能像导航卫星一样装备高性能的时钟，通常使用低成本的晶振。伪卫星定位有需要多个伪卫星基站协同工作，因此如何实现伪卫星之间精密的时间同步成为伪卫星系统性能的制约瓶颈和关键技术。

通过信号体制设计，利用电磁波测距的精度可以有效地提升，然而不同伪卫星基站之间的时间同步精度却受到时间同步的技术以及成本的制约。目前主流的伪卫星时间同步方法包括光纤时间同步，GNSS共视法时间同步，双向时间比对时间同步等，然而其成本和应用场景受到限制。光纤时间同步精度最高，但是需要基站之间架设光纤，布设成本较高，这也限制了基站之间的距离。GNSS共视法时间同步可实现数纳秒的时间同步精度，然而其需要可接收GNSS信号的场景。在地下，水下等很多封闭场景均无法使用。双向时间比对时间同步需要基站之间建立单独的时间比对通信链路，也能达到比较高的时间同步精度，但是这要求基站之间相互通视，限制了基站之间的距离，并且基站之间的时间同步模块造价昂贵，成本高。因此，制约伪卫星系统的成本和定位精度的最大挑战就是伪卫星基站之间的时间同步。如果有一种低成本高精度的时间同步技术，就可以大幅度降低伪卫星系统的成本，并且提升伪卫星系统的定位性能。

综上所述，现有技术存在的问题是：

伪卫星基站之间需要通过专用的光纤或者无线链路的时间同步实现，时间同步成本高。

对于利用GNSS信号实现精密时间同步的伪卫星系统，其应用场景受限。在封闭环境，水下等无法接收GNSS信号的区域均无法使用。

大部分时间同步方法对基站的时钟稳定性要求较高。时钟的稳定度会影响时间同步精度，因此需要装备昂贵的时钟实现高精度时间同步。

现有的时间同步方法依赖于测距信号的信号体制，无法实现不同体制信号或者异构信号网络的协同精密时间同步。

现有伪卫星系统受到时间同步技术以及成本、应用场景多方面限制，无法实现精密的时间同步。

解决上述技术问题的难度：

伪卫星基站时间同步是伪卫星网络定位的核心问题，通常需要专门的时间同步设备和无线信号收发设备来保证同步精度。实现低成本，不依赖测距信号体制的时间同步技术非常困难。

解决上述技术问题的意义：

降低伪卫星基站的生产和部署成本，有利于伪卫星系统的推广的应用。

适用于无需改造现有的的基站，在现有基站网的基础上增加若干参考站即可实现基站同步，特别适用于利用移动通信网络，数字电视和数字广播等现有基础设施构建定位系统。

该方法不受测距信号体制限制，可实现异构信号源之间的时间同步。

该方法便于提供授权定位服务，通过对参考站播发的改正数进行加密即可实现服务授权。非授权用于即使受到测距信号也无法定位。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种差分式伪卫星网络时间同步系统与方法。

本发明是这样实现的，一种差分式伪卫星网络时间同步系统与方法，所述差分式伪卫星网络时间同步方法包括：

步骤一，在伪卫星网络中的一个或多个坐标已知的点上安装定位终端设备作为参考站，计算参考站到各个基站的等效基站钟差和钟速参数，将t时刻参考站求解的等效基站钟差数据Dt编制成数据帧，通过通信链路播发给用户。

步骤二，伪卫星终端接收t时刻来自参考站的等效基站钟差数据，利用等效钟差相关信息修正观测到的距离观测值，实现基站的时间同步。

步骤三，用户端进一步求解高精度定位结果。

进一步，步骤一中，所述参考站到各个基站的等效基站钟差和钟速参数计算方法具体包括：

1)利用参考站求解等效基站钟差：

表示参考站求解的等效基站钟差，鉴于每个接收机的接收机钟差都不相同，故将参考站的接收机钟差记做δt_R。

2)参考站计算等效基站钟差变化率，即等效基站钟速，计算方法为：

其中t时刻等效基站钟速记做Δt为t和t-1时刻的时间间隔。

3)参考站逐个解算t时刻的每个基站的等效基站钟差和等效基站钟速，记做

其中N为参考站可观测到的基站的数量。

进一步，步骤一中，所述数据帧格式为：

数据帧格式采用时间同步帧，使用固定帧长度编码，采用循环冗余校验码(CRC)逐帧校验。

帧前设计同步码，用于参考站和流动站间时间同步。

帧内容包含时间标识符，用于参考站和流动站之间的整秒同步。

帧同步码的脉冲沿用于时间精确同步。

进一步，步骤二中，所述利用等效钟差相关信息修正观测到的距离观测值实现基站的时间同步具体包括：

(1)当等效基站钟差数据和终端观测时刻相同时，可直接利用等效基站钟差修正观测值，表示为：

式中为伪卫星终端修正后的距离观测值。

由上式可知，修正后的伪距观测值中仅包含几何距离，终端和参考站的接收机钟差，而该两个接收机钟差在同一时刻对所有的基站都相同，则等效终端钟差为：

dt＝c(δt_R-δt_U)

其中dt为以距离为单位的等效终端钟差。将等效终端钟差带回式(5)即可得到时间同步后的终端距离观测值：

r_i＝ρ_i+dt+∈_Pi

其中r_i为时间同步后的终端到第i个基站的距离观测值。则同步后的终端距离观测值只剩几何距离和等效终端钟差两项，都和基站的时间无关，认为来自不同基站的测距信号数学上时间同步。

(2)当参考站的等效基站钟差和终端的信号观测时刻不完全相同时，则先将等效基站钟差的参考时刻归算到终端的观测时刻，归算方法如下：

其中t_U是终端信号观测时刻，t_R是参考站等效钟差的参考时刻。参考站的参考时刻等效基站钟差通过等效基站钟速线性外推归算到终端信号观测时刻，直接带入式(5)用于修正终端信号观测时刻的距离观测值。

(3)伪卫星终端逐个完成每个距离的观测值修正，得到所有基站时间同步后的距离观测值。

进一步，所述差分式伪卫星网络时间同步系统具体包括：

伪卫星基站：用于接收来自参考站的等效基站钟差数据，利用等效钟差相关信息修正观测到的距离观测值，实现基站的时间同步。

参考站：与用户定位终端之间建有实时通信链路，用于计算等效基站钟差数据，并将计算的数据编制成数据帧通过通信链路发给用户定位终端。

用户定位终端：用于获取更精准的定位结果。

进一步，所述用户定位终端具体包括：

用户定位终端可通过非迭代算法直接进行定位结果的求解，也可通过TDOA的方式消除等效终端钟差参数，再利用其他定位算法进行定位计算。

本发明的另一目的在于提供一种终端，所述终端搭载实现所述差分式伪卫星网络时间同步方法的处理器，所述差分式伪卫星网络时间同步方法包括：

步骤1，在伪卫星网络中的一个或多个坐标已知的点上安装定位终端设备作为参考站，获取参考站到各个基站的等效基站钟差和钟速参数，将t时刻参考站求解的等效基站钟差数据Dt编制成数据帧，通过通信链路播发给用户。

步骤2，伪卫星终端接收t时刻参考站的等效基站钟差数据，利用等效钟差相关信息修正观测到的距离观测值，实现基站的时间同步。

步骤3，用户端进一步求解高精度定位结果。

本发明的另一目的在于提供一种计算机程序产品，所述计算机程序产品运行于处理器，在所述处理器运行时，执行所述的差分式伪卫星网络时间同步方法步骤。

本发明的另一目的在于提供一种终端，所述终端搭载实现所述的差分式伪卫星网络时间同步方法的处理器。

本发明的另一目的在于提供一种计算机可读存储介质，包括指令，当其在计算机上运行时，使得计算机执行所述的差分式伪卫星网络时间同步方法。

综上所述，本发明的优点及积极效果为：

本发明提供的伪卫星网络时间同步方法的应用范围不受测距信号体制的限制，包括但不限于2G,3G，4G，5G移动通信信号，Wi-Fi，蓝牙，UWB，ZigBee信号，声波信号和其他具备TOA测距功能的专用信号。本发明的时间同步系统可以用于上述所有信号体制的测距和伪卫星网络的时间同步。

本发明参考站与用户之间的通信链路不受信号体制和播发形式的限制，可以通过广播或者点对点播发。且参考站可布设于任何位置已知的点上，只要能够计算等效钟差信息进行基站时间同步，即可扮演参考站的角色。参考站可以通过连接外部的通信转发装置实现通信，也可以使用内置通信装置。

本发明提供的伪卫星网络时间同步系统与方法其时间同步的效果不受基站等效钟差播发形式的影响。参考站播发的信息可能包括基站等效钟差，基站等效钟速，或者基站间差分后的等效钟差等信息，但是其通过播发等效钟差在用户端实现基站时间同步的效果是相同的。

本发明提供的伪卫星网络时间同步系统与方法时间同步效果不受用户端定位算法影响，用户端可使用TOA或者TDOA的方法，采用迭代算法或非迭代算法均不影响基站间时间同步效果。

本发明既可以实现集中式伪卫星系统时间同步，也可以实现分布式时间同步。在集中式伪卫星系统中，基站等效钟差可在服务器端计算并播发，分布式伪卫星系统中，各个参考站自行计算和播发等效钟差。

本发明提供的时间同步方法无需改动现有的伪卫星基站等基础设施，仅需要在伪卫星网络中布设若干参考站，即可实现伪卫星系统的时间同步。具备低成本，高性能，无需改动已有的基础设施，不受伪卫星信号体制的限制等优点。

本发明还具备以下优点：

(1)无需改动现有的伪卫星基站等基础设施，不增加伪卫星基站的布设成本和设计成本，现有基站的升级改造费用低。

(2)兼容各种测距信号体制，包括2G,3G,4G,5G移动通信信号，Wi-Fi，蓝牙，UWB，ZigBee信号，声波信号和其他具备TOA测距功能的信号。

(3)保密性好。可以在广播信号中设计加密机制，使得只有授权用户可以使用定位服务，非授权用户即使接收到伪卫星信号也因为时间不同步导致无法直接进行定位计算。

(4)部署方便，成本低。整个网络仅通过增加一条普通的广播通信链路就解决了基站间精密时间同步问题，无需高性能时钟，也无需精密测量技术。

(5)部署灵活，伪卫星基站的距离不受限制，基站之间，参考站和用户之间都无需通视，对环境要求低，部署灵活方便。

(6)不受基站间距大小的影响，也不受用户运动状态的影响。

附图说明

图1是本发明实施例提供的差分式伪卫星网络时间同步方法流程图。

图2是本发明实施例提供的差分式伪卫星网络时间同步方法原理图。

图3是本发明实施例提供的差分式伪卫星网络时间同步系统结构示意图。

图中：1、伪卫星基站；2、参考站；3、用户定位终端。

图4是本发明实施例提供的差分式伪卫星网络时间同步系统原理图。

图5是本发明实施例的定位效果对比，该图显示了使用差分式伪卫星时间同步方法前后定位精度与几何精度衰减因子(GDOP)的关系。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

现有伪卫星系统受到时间同步技术以及成本、应用场景多方面限制，无法实现精密的时间同步。

现有技术的伪卫星基站等基础设施成本高，高性差。不能兼容各种测距信号。对于非授权用户即使接收到伪卫星信号也因为时间不同步导致无法直接进行定位计算。而且现有技术部署不方便，对于部署环境要求高。

为解决上述问题，下面结合附图对本发明作详细说明。

如图1所示，本发明实施例提供的差分式伪卫星网络时间同步方法包括：

S101，在伪卫星网络中的一个或多个坐标已知的点上安装定位终端设备作为参考站，计算参考站到各个基站的等效基站钟差和钟速参数，将t时刻参考站求解的等效基站钟差数据Dt编制成数据帧，通过通信链路播发给用户。

S102，伪卫星终端接收t时刻来自参考站的等效基站钟差数据，利用等效钟差相关信息修正观测到的距离观测值，实现基站的时间同步。

S103，用户端进一步求解高精度定位结果。

步骤S101中，本发明实施例提供的参考站到各个基站的等效基站钟差和钟速参数计算方法具体包括：

1)利用参考站求解等效基站钟差：

表示参考站求解的等效基站钟差，鉴于每个接收机的接收机钟差都不相同，故将参考站的接收机钟差记做δt_R。

2)参考站计算等效基站钟差变化率，即等效基站钟速，计算方法为：

其中t时刻等效基站钟速记做Δt为t和t-1时刻的时间间隔；

3)参考站逐个解算t时刻的每个基站的等效基站钟差和等效基站钟速，记做

其中N为参考站可观测到的基站的数量。

步骤S101中，本发明实施例提供的数据帧格式为：

数据帧格式采用时间同步帧，使用固定帧长度编码，采用循环冗余校验码(CRC)逐帧校验。

帧前设计同步码，用于参考站和流动站间时间同步。

帧内容包含时间标识符，用于参考站和流动站之间的整秒同步。

帧同步码的脉冲沿用于时间精确同步。

步骤S102中，本发明实施例提供的利用等效钟差相关信息修正观测到的距离观测值实现基站的时间同步具体包括：

(1)当等效基站钟差数据和终端观测时刻相同时，可直接利用等效基站钟差修正观测值，表示为：

式中为伪卫星终端修正后的距离观测值。

由上式可知，修正后的伪距观测值中仅包含几何距离，终端和参考站的接收机钟差，而该两个接收机钟差在同一时刻对所有的基站都相同，则等效终端钟差为：

dt＝c(δt_R-δt_U)。

其中dt为以距离为单位的等效终端钟差。将等效终端钟差带回式(5)即可得到时间同步后的终端距离观测值：

r_i＝ρ_i+dt+∈_Pi。

其中r_i为时间同步后的终端到第i个基站的距离观测值。则同步后的终端距离观测值只剩几何距离和等效终端钟差两项，都和基站的时间无关，认为来自不同基站的测距信号数学上时间同步。

(2)当参考站的等效基站钟差和终端的信号观测时刻不完全相同时，则先将等效基站钟差的参考时刻归算到终端的观测时刻，归算方法如下：

其中t_U是终端信号观测时刻，t_R是参考站等效钟差的参考时刻。参考站的参考时刻等效基站钟差通过等效基站钟速线性外推归算到终端信号观测时刻，直接带入式(5)用于修正终端信号观测时刻的距离观测值。

伪卫星终端逐个完成每个距离的观测值修正，得到所有基站时间同步后的距离观测值。

图2是本发明实施例提供的差分式伪卫星网络时间同步方法原理图。

如图3所示，本发明实施例提供的差分式伪卫星网络时间同步系统具体包括：

伪卫星基站1：用于接收来自参考站2的等效基站钟差数据，利用等效钟差相关信息修正观测到的距离观测值，实现基站的时间同步。

参考站2：与用户定位终端3之间建有实时通信链路，用于计算等效基站钟差数据，并将计算的数据编制成数据帧通过通信链路发给用户定位终端3。

用户定位终端3：用于获取更精准的定位结果。

本发明实施例提供的用户定位终端具体包括：

用户定位终端可通过非迭代算法直接进行定位结果的求解，也可通过TDOA的方式消除等效终端钟差参数，再利用其他定位算法进行定位计算。

下面结合具体实施例对本发明作进一步说明。

实施例1：

如图4所示，最简的差分式伪卫星时间同步系统包括3个伪卫星基站A,B,C，一个参考站R和一个用户定位终端U。其中参考站和用户定位终端之间建有实时通信链路。

伪卫星定位终端接收到的来自第i个伪卫星的距离观测值可表示为：

P_i＝ρ_i+c(δt_Ti-δt_U)+∈_Pi (1)

其中ρ_i为伪卫星定位终端到第i个伪卫星的几何距离δt_Ti和δt_U分别表示伪卫星基站的时钟误差和定位终端的时钟误差，c表示信号传播速度，对于电磁波，通常情况取光速，对声波等其他形式的波，根据介质情况确定其传播速度。∈_Pi表示测距误差，该误差与信号测距体制，是否是非视距等条件有关。伪卫星终端要定位就需要正确地处理基站的时钟误差和定位终端的时钟误差。其中定位终端的时钟误差对所有的基站都相同，可作为参数估计，而基站的时钟误差通常需要预先标定，就是所谓的基站时间同步。一旦伪卫星基站之间严格时间同步了，基站钟差δt_Ti项可以取零，则联合多个测距观测值同时估计用户坐标和接收机钟差，原理与GPS定位类似。

步骤101：本发明要解决的问题就是如何处理基站钟差δt_Ti。本发明引入了参考站来帮助求解基站钟差。由于参考站的位置预先已知，那么可以利用参考站求解一个等效基站钟差：

参考站求解的等效基站钟差记做由于每个接收机的接收机钟差都不相同，把参考站的接收机钟差记做δt_R。上式求解得到的参考站钟差等于参考站钟差的真值减去参考站的接收机钟差，并不是真值的参考站钟差，因而将其称作基站等效基站钟差。

考虑到通信延迟以及数据终端，参考站同时还需要计算等效基站钟差变化率，即等效基站钟速，计算方法为：

其中t时刻等效基站钟速记做Δt为t和t-1时刻的时间间隔。

参考站逐个解算t时刻的每个基站的等效基站钟差和等效基站钟速，记做

其中N为参考站可观测到的基站的数量。

步骤102：将t时刻参考站求解的等效基站钟差数据Dt编制成数据帧，通过通信链路实时广播出去。在通信链路编码的过程中应考虑低时延的需求，保密的需求，抗干扰和容错的需求，设计有效的电文帧格式。下表展示了一种时间同步帧格式设计。该格式使用固定帧长度编码，提升广播时效性，降低解码难度。采用循环冗余校验码(CRC)逐帧校验，保障误码监测并具有一定纠错能力。帧前设计同步码，可用于参考站和流动站间时间同步，帧内容设计了时间标识符，可用于参考站和流动站之间的整秒同步。帧同步码的脉冲沿可用于时间精确同步。参考站和流动站之间不需要严格的时间同步，这里做一个时间同步的设计主要是为了估计通信时延。如果需要还可以在编码的基础上叠加干扰码起到加密作用。

步骤103：伪卫星终端接收到t时刻来自参考站的等效基站钟差数据，用于修正自身观测的距离。假设等效基站钟差数据和终端观测时刻相同时，可直接利用等效基站钟差修正观测值，表示为：

式中为伪卫星终端修正后的距离观测值。该式可知，修正后的伪距观测值中仅包含几何距离，终端和参考站的接收机钟差，而这两个接收机钟差在同一时刻对所有的基站都相同，可以定义等效终端钟差为：

dt＝c(δt_R-δt_U) (6)

其中dt为以距离为单位的等效终端钟差。将等效终端钟差带回式(5)即可得到时间同步后的终端距离观测值：

r_i＝ρ_i+dt+∈_Pi (7)

其中r_i为时间同步后的终端到第i个基站的距离观测值。因此同步后的终端距离观测值只剩几何距离和等效终端钟差两项，都和基站的时间无关，因此可认为来自不同基站的测距信号数学上时间同步了。

考虑到通信延迟和数据终端等实现方面的问题，参考站的等效基站钟差和终端的信号观测时刻可能不完全相同，这时候就需要考虑钟差的异步修正问题。

对于等效基站钟差与终端信号观测时刻不同步的情况，需要先将等效基站钟差的参考时刻归算到终端的观测时刻，归算方法如下：

其中t_U是终端信号观测时刻，t_R是参考站等效钟差的参考时刻。参考站的参考时刻等效基站钟差通过等效基站钟速线性外推归算到终端信号观测时刻，这样就可以直接带入式(5)用于修正终端信号观测时刻的距离观测值了。

伪卫星终端逐个完成每个距离的观测值修正，得到所有基站时间同步后的距离观测值。

步骤104：利用时间同步后的伪距观测值进行定位计算。定位计算需要估计二维或者三维的用户坐标和一个等效终端钟差参数，估计方法有多种，例如常见的高斯牛顿法等，本实施例采用一种非迭代算法，原理如下：

对于时间同步后的距离观测值和载波相位的观测值其平方的形式可表达为:

(r_i-dt)²＝‖s_i-x‖² (9)

式中卫星坐标记做s_i＝[x_i,y_i,z_i]，用户接收机坐标记做x＝[x_r,y_r,z_r]

公式(9)可以表达为以下形式：

为了简化表达，我们定义一个扩展的四维向量S_i＝[s_i,P_i],X＝[x,dt].定义两个四维向量的洛伦兹积为:

<X·Y>＝x₁y₁+x₂y₂+x₃y₃-x₄y₄ (11)

那么，式(10)可表达为以下的向量形式:

上式可以简写为:

2AX＝e_n<X·X>+b (13)

式中e_n是一个n×1的向量并且其全部元素均为1.

公式(13)的等式两边都含有未知的参数向量X，所以该方程不能直接求解。幸运的是，等式(13)右侧的第一项对于所有的观测方程都一样，所以这一项可以通过观测值间差分来消除。定义差分运算矩阵D＝[-e_n-1,I_n-1],I_n-1为n-1阶单位矩阵。那么式(13)可以表示为:

2DAX＝Db (14)

步骤105：公式(14)可以利用最小二乘参数估计的方法求解，待求参数为:

式中是终端坐标和等效终端钟差参数的估值。该方法允许一步求解用户坐标，不需要迭代，因而可以避免迭代发散的问题。

用户端也可以通过TDOA的方式消除等效终端钟差参数，再利用其他定位算法进行定位计算。

在大型伪卫星系统中，如果定位终端同时收到多个参考站播发的信息，不可直接混合使用，因为不同参考站播发的等效基站钟差对应的等效终端钟差不同，但是可以通过适当的增加钟差参数实现多个参考站时间同步信息的组合使用。

下面结合具体仿真对本发明作进一步描述。

图5显示了差分式伪卫星定位系统的仿真定位效果。假设在测距精度为1米的条件下，不同时间同步策略导致的定位误差。在未使用差分基站时，各个基站信号发射时间存在数百纳秒的同步误差，导致定位精度在数十米甚至更差。在测距精度一定的条件下，定位精度主要取决于基站时间的时间同步精度。在使用差分基站进行时间同步后，有效地消除了基站之间的时间同步误差，获得米级的定位精度。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种差分式伪卫星网络时间同步方法，其特征在于，所述差分式伪卫星网络时间同步方法包括：

步骤一，在伪卫星网络中的一个或多个坐标已知的点上安装定位终端设备作为参考站，获取参考站到各个基站的等效基站钟差和钟速参数，将t时刻参考站求解的等效基站钟差数据Dt编制成数据帧，通过通信链路播发给用户；

步骤二，伪卫星终端接收t时刻参考站的等效基站钟差数据，利用等效钟差相关信息修正观测到的距离观测值，实现基站的时间同步；

步骤三，用户端进一步求解高精度定位结果。

2.如权利要求1所述差分式伪卫星网络时间同步方法，其特征在于，步骤一中，所述参考站到各个基站的等效基站钟差和钟速参数获取方法具体包括：

1)利用参考站求解等效基站钟差：

表示参考站求解的等效基站钟差，鉴于每个接收机的接收机钟差都不相同，故将参考站的接收机钟差记做δt_R；

2)参考站计算等效基站钟差变化率，即等效基站钟速，计算方法为：

其中t时刻等效基站钟速记做Δt为t和t-1时刻的时间间隔；

3)参考站逐个解算t时刻的每个基站的等效基站钟差和等效基站钟速，记做：

其中N为参考站可观测到的基站的数量。

3.如权利要求1所述差分式伪卫星网络时间同步方法，其特征在于，步骤一中，所述数据帧格式为：

数据帧格式采用时间同步帧，使用固定帧长度编码，采用循环冗余校验码逐帧校验；

帧前设计同步码，用于参考站和流动站间时间同步；

帧内容包含时间标识符，用于参考站和流动站之间的整秒同步；

帧同步码的脉冲沿用于时间精确同步。

4.如权利要求1所述差分式伪卫星网络时间同步方法，其特征在于，步骤二中，所述利用等效钟差相关信息修正观测到的距离观测值实现基站的时间同步具体包括：

(1)当等效基站钟差数据和终端观测时刻相同时，可直接利用等效基站钟差修正观测值，表示为：

式中为伪卫星终端修正后的距离观测值；

由上式可知，修正后的伪距观测值中仅包含几何距离，终端和参考站的接收机钟差，而该两个接收机钟差在同一时刻对所有的基站都相同，则等效终端钟差为：

dt＝c(δt_R-δt_U)；

其中dt为以距离为单位的等效终端钟差；将等效终端钟差带回式(5)即可得到时间同步后的终端距离观测值：

r_i＝ρ_i+dt+∈_Pi；

其中r_i为时间同步后的终端到第i个基站的距离观测值；则同步后的终端距离观测值只剩几何距离和等效终端钟差两项，都和基站的时间无关，认为来自不同基站的测距信号数学上时间同步；

(2)当参考站的等效基站钟差和终端的信号观测时刻不完全相同时，则先将等效基站钟差的参考时刻归算到终端的观测时刻，归算方法为：

其中t_U是终端信号观测时刻，t_R是参考站等效钟差的参考时刻；参考站的参考时刻等效基站钟差通过等效基站钟速线性外推归算到终端信号观测时刻，直接带入式(5)用于修正终端信号观测时刻的距离观测值；

伪卫星终端逐个完成每个距离的观测值修正，得到所有基站时间同步后的距离观测值。

5.一种应用如权利要求1所述差分式伪卫星网络时间同步方法的差分式伪卫星网络时间同步系统，其特征在于，所述差分式伪卫星网络时间同步系统具体包括：

伪卫星基站：用于接收来自参考站的等效基站钟差数据，利用等效钟差相关信息修正观测到的距离观测值，实现基站的时间同步；

参考站：与用户定位终端之间建有实时通信链路，用于计算等效基站钟差数据，并将计算的数据编制成数据帧通过通信链路发给用户定位终端；

用户定位终端：用于获取更精准的定位结果。

6.如权利要求5所述差分式伪卫星网络时间同步系统，其特征在于，所述用户定位终端具体包括：

用户定位终端可通过非迭代算法直接进行定位结果的求解，也可通过TDOA的方式消除等效终端钟差参数，再利用定位算法进行定位计算。

7.一种终端，其特征在于，所述终端搭载实现权利要求1～4任意一项所述差分式伪卫星网络时间同步方法的处理器，所述差分式伪卫星网络时间同步方法包括：

步骤1，在伪卫星网络中的一个或多个坐标已知的点上安装定位终端设备作为参考站，获取参考站到各个基站的等效基站钟差和钟速参数，将t时刻参考站求解的等效基站钟差数据Dt编制成数据帧，通过通信链路播发给用户；

步骤2，伪卫星终端接收t时刻参考站的等效基站钟差数据，利用等效钟差相关信息修正观测到的距离观测值，实现基站的时间同步；

步骤3，用户端进一步求解高精度定位结果。

8.一种计算机程序产品，其特征在于，所述计算机程序产品运行于权利要求7的处理器，在所述处理器运行时，执行权利要求7所述的差分式伪卫星网络时间同步方法步骤。

9.一种终端，其特征在于，所述终端搭载实现权利要求1-4任意一项所述的差分式伪卫星网络时间同步方法的处理器。

10.一种计算机可读存储介质，包括指令，当其在计算机上运行时，使得计算机执行如权利要求1-4任意一项所述的差分式伪卫星网络时间同步方法。