CN112398531B - 一种乏路径信息的光纤时频传递Sagnac时延修正方法和系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种乏路径信息的光纤时频传递Sagnac时延修正方法，包括：获取光纤路径起始端和接收端的经纬度以及光纤路径长度；获取光纤路径点的位置信息；通过Sagnac面积积分算法获取Sagnac有向面积，并计算Sagnac时延修正估值；通过距离约束不确定度算法，计算Sagnac时延修正估值的不确定度；根据Sagnac时延修正估值以及所述Sagnac时延修正估值的不确定度，对光纤链路的时频传递延迟进行修正。本发明的乏路径信息的光纤时频传递Sagnac时延修正方法和系统，可以提高光纤时频传递能力，从而解决目前光纤时频系统因光纤链路位置信息量不足而导致的时频传递精度低的问题。

Description

一种乏路径信息的光纤时频传递Sagnac时延修正方法和系统

技术领域

本发明涉及光纤时间频率传递技术领域，更具体地涉及一种乏路径信息的光纤时频传递Sagnac时延修正方法和系统。

背景技术

光纤时频传递由于具有高精度、高稳定性和高准确性的优点，其在高精度时频传递系统中受到广泛的重视和研究，并已成功应用在时频计量、射电天文学等领域。光纤时频传递的高精度和高稳定性决定了必须将影响光纤信号传播因素的评估精度提升到一个新的水平，光纤时间传递的不确定度主要来源于所采用的时间信号调制器以及光纤链路。时间调制器的设备延迟可通过高精度校准方法进行校正，但光纤链路受多种因素影响，其校正过程比较复杂。Sagnac修正是光纤时频传递链路修正的重要组成部分，其可以通过精确模型进行估计。然而该修正方法需要大量的光纤路径位置信息作为输入，但在多数情况下，对光纤路径的位置信息知之甚少。

由于受光纤路径位置信息量不足的限制，目前光纤时频传递结果分析中的Sagnac时延修正，大都需要事先对光纤传播路径进行假设。通常采用的假设有球面大圆假设、旋转椭球面平行圈假设以及空间直线传播假设等，但这些假设对实际光纤路径的描述程度有限，使得Sagnac时延系统的修正能力受限且修正精度很难保证。因而，若能够更好地描述地表的光纤路径，实现乏路径信息下Sagnac时延的准确、可靠修正，将进一步提高光纤时频传递的精度和可靠性，将促进光纤时频传递向更高精度发展和应用。

发明内容

本发明提供一种乏路径信息的光纤时频传递Sagnac时延修正方法和系统，解决目前的Sagnac时延修正系统在光纤路径位置信息不足情况下，不能很好地描述地表光纤路径而使Sagnac时延修正能力受限的问题。

本发明提供的一种乏路径信息的光纤时频传递Sagnac时延修正方法，包括：

步骤S1，通过光纤时频传递勘线过程获取光纤路径起始端和接收端的经纬度，并获取光纤路径长度；

步骤S2，根据所述光纤路径起始端和接收端的经纬度，获取光纤路径点的位置信息；

步骤S3，根据所述光纤路径点的位置信息，通过Sagnac面积积分算法获取Sagnac有向面积，并计算Sagnac时延修正估值；

步骤S4，根据所述光纤路径长度、所述光纤路径点的位置信息和所述Sagnac有向面积，通过距离约束不确定度算法，计算Sagnac时延修正估值的不确定度；

步骤S5，根据所述Sagnac时延修正估值以及所述Sagnac时延修正估值的不确定度，对光纤链路的时频传递延迟进行修正。

进一步地，所述步骤S2包括：

步骤S21，根据所述光纤路径起始端和接收端的经纬度，采用大地主题反解算法计算光纤路径起始端和接收端的方位角，以及光纤路径起始端和接收端之间的大地线长；

步骤S22，根据光纤路径起始端的经纬度及方位角，采用大地主题正解算法计算途经光纤路径起始端和接收端的大地线上任一点的经纬度及方位角信息；

步骤S23，利用高程地形数据库，根据途经光纤路径起始端和接收端的大地线上任一点的经纬度信息，获取任一点的高程信息，构建光纤路径点用大地坐标系描述的地表位置信息。

进一步地，所述步骤S3包括：

步骤S31，构建Sagnac面积积分函数模型；

步骤S32，根据Sagnac面积积分函数模型，获取Sagnac有向面积；

步骤S33，获取Sagnac有向面积后，计算Sagnac时延修正估值。

所述步骤S32中Sagnac有向面积计算公式为：

式中，A₀为途经光纤路径起始端和接收端的大地线上纬度等于0时位置点的方位角，a_E为地球椭球长半轴，e_E地球椭球偏心率，B、A分别为途经光纤路径起始端和接收端的大地线上任一点的纬度和方位角。

进一步地，所述步骤S4包括：

步骤S41，通过Sagnac弧长积分算法，获取途经光纤路径起始端和接收端的大地线在赤道面内的投影弧长；

步骤S42，根据光纤路径起始端和接收端之间的大地线长和途经光纤路径起始端和接收端的大地线在赤道面内的投影弧长的比值，获取光纤路径在赤道面的投影长度；

步骤S43，以光纤路径在赤道面的投影长度为约束条件，以光纤路径起始端和接收端在赤道面内的投影点为定点，构建赤道面内的曲线，获取赤道面内由地心、曲线弧以及光纤路径起始端和接收端在赤道面内的投影点所构成的闭合面积的最大值；

步骤S44，根据步骤S43取得的最大闭合面积以及步骤S32计算出的Sagnac有向面积，计算Sagnac时延修正估值的不确定度。

进一步地，所述步骤S41包括：

步骤S411，构建Sagnac弧长积分函数模型：

式中，A₀为途经光纤路径起始端和接收端的大地线上纬度等于0时位置点的方位角，a_E为地球椭球长半轴，e_E地球椭球偏心率，B为途经光纤路径起始端和接收端的大地线上任一点的纬度；

步骤S412，根据途经光纤路径起始端和接收端的大地线上的纬度B的变化范围来划分积分区间：判断光纤路径起始端和接收端之间是否存在极值点B_m，若存在，则积分区间为[B_s,B_m]和[B_m,B_e]，若不存在，则积分区间为[B_s,B_e]，B_s为光纤路径起始端的纬度，B_e为光纤路径接收端的纬度；

步骤S413，根据步骤S412划分的积分区间，对步骤S411中建立的Sagnac弧长积分函数模型进行积分计算，获取途经光纤路径起始端和接收端的大地线在赤道面内的投影弧长。

进一步地，所述步骤S42中光纤路径在赤道面的投影长度为：

式中，D_se为光纤路径长度，S′_se为途经光纤路径起始端和接收端的大地线在赤道面内的投影弧长，S_se为光纤路径起始端和接收端之间的大地线长。

所述步骤S44中计算Sagnac时延修正估值的不确定度的方法为：将最大闭合面积与Sagnac有向面积之差的绝对值作为Sagnac有向面积估值的不确定度ΔA_Sagnac，通过公式

计算Sagnac时延修正估值的不确定度，其中，ω_E为地球自转速度，c为光速。

本发明还设计一种乏路径信息的光纤时频传递Sagnac时延修正系统，包括：

光纤时频传递模块，设置为将光纤路径起始端的经纬度、光纤路径接收端的经纬度以及光纤路径长度提供给所述Sagnac时延修正计算模块；

Sagnac时延修正计算模块，设置为计算Sagnac时延修正估值以及Sagnac时延修正估值的不确定度，并将计算结果提供给所述Sagnac时延修正模块；

Sagnac时延修正模块，设置为利用所述Sagnac时延修正计算模块提供的输出结果对所述光纤时频传递模块输出的时间传递延迟进行Sagnac时延修正；其中，

所述光纤时频传递模块、Sagnac时延修正计算模块以及Sagnac时延修正模块彼此相连。

进一步地，所述Sagnac时延修正计算模块包括：

光纤路径位置信息求解模块，设置为以所述光纤时频传递模块提供的光纤路径起始端的经纬度、光纤路径接收端的经纬度、光纤路径长度以及所述地形高程数据库提供的数据为输入参数，计算光纤路径上任一点的经纬度、方位角以及高程信息，获取光纤路径点的位置信息，并将输出结果提供给所述Sagnac面积积分模块和所述不确定度计算模块；

地形高程数据库，与所述光纤路径位置信息求解模块相连，设置为将光纤时频传递区域的数字高程基准图提供给所述光纤路径位置信息求解模块；

Sagnac面积积分模块，与所述光纤路径位置信息求解模块相连，设置为利用所述光纤路径位置信息求解模块提供的光纤路径上任一点的经纬度、方位角以及高程信息，计算光纤时频传递过程中的Sagnac时延修正估值；

不确定度计算模块，与所述光纤路径位置信息求解模块相连，设置为利用所述光纤时频传递模块提供的光纤路径长度和所述光纤路径位置信息求解模块提供的光纤路径上任一点的经纬度、方位角以及高程信息，计算距离约束的Sagnac估值不确定度。

本发明提供的乏路径信息的光纤时频传递Sagnac时延修正方法和系统，可实现光纤时频传递过程中光纤传播路径Sagnac时延值的自主计算。同时，为确保该时延修正值的可靠性，根据光纤时频传递路径长度，采用距离约束的不确定度算法计算时延修正估值的不确定度。本发明可以提高光纤时频传递能力，从而解决目前光纤时频系统因光纤链路位置信息量不足而导致的时频传递精度低的问题。

附图说明

图1是按照本发明一较佳实施例的一种乏路径信息的光纤时频传递Sagnac时延修正方法的流程图。

图2是图1中步骤S3的Sagnac有向面积积分的原理示意图。

图3是图1中步骤S4的距离约束不确定度算法的原理示意图。

图4是按照本发明一较佳实施例的一种乏路径信息的光纤时频传递Sagnac时延修正系统的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图，给出本发明的较佳实施例，并予以详细描述。

如图1所示，本发明一较佳实施例的一种乏路径信息的光纤时频传递Sagnac时延修正方法，包括以下步骤：

步骤S1，通过光纤时频传递勘线过程分别获取光纤路径起始端P_s的经纬度(L_s、B_s)以及光纤路径接收端P_e的经纬度(L_e、B_e)，并获取光纤路径长度D_se。其中，光纤路径长度D_se由光纤时频传递信号在光纤中的传播时间乘以光速计算得到。

在勘线过程中，除了能够获取光纤路径起始端和接收端的经纬度之外，还能够获取其他少量节点的经纬度。另外，需要说明的是，如果光纤路径很长，并且存在多个中间节点，那么，相邻两个节点也可将其中一个称为发射端，另一个称为接收端。

步骤S2，根据光纤路径起始端P_s的经纬度(L_s、B_s)以及光纤路径接收端P_e的经纬度(L_e、B_e)，获取光纤路径点的位置信息。具体包括：

步骤S21，根据光纤路径起始端P_s的经纬度(L_s、B_s)和接收端P_e的经纬度信息(L_e、B_e)，采用大地主题反解算法计算起始端P_s和接收端P_e的方位角A_s和A_e，以及起始端P_s和接收端P_e之间的大地线长S_se。

步骤S22，根据光纤路径起始端P_s的经纬度及方位角信息(B_s、L_s、A_s)，通过大地主题正解算法计算途经起始端P_s和接收端P_e的大地线上任一点的经纬度及方位角信息(B、L、A)。

在该步骤中，若已知起始端P_s的经纬度和方位角，以及距离该起始端的大地线长度S，通过“大地主题正解算法”即可求得距离P_s点长度为S的点的经纬度和方位角信息。为了保证计算效率并确保计算精度，选择大地线长S_se的1/20作为间隔步长，求取两端点P_s、P_e间大地线上离散点的经纬度和方位角信息。

步骤S23，利用高程地形数据库，根据途经起始端P_s和接收端P_e的大地线上任一点的经纬度信息(B、L)，通过二维双线性内插算法获取该任一点的高程信息H，从而构建光纤路径点用大地坐标系描述的地表位置信息(B、L、A、H)。

步骤S3，根据光纤路径点的位置信息，通过Sagnac面积积分算法获取Sagnac有向面积，并计算Sagnac时延修正估值。具体包括：

步骤S31，构建Sagnac面积积分函数模型，其表达式为：

式中，L、B、A和R_parallel分别为途经起始端P_s和接收端P_e的大地线上任一点的经度、纬度、方位角以及平行圈半径。

其中，

A₀为途经起始端P_s和接收端P_e的大地线上纬度等于0时位置点的方位角，a_E为地球椭球长半轴。

步骤S32，根据Sagnac面积积分函数模型，获取Sagnac有向面积。首先，对Sagnac面积积分函数进行如下数学公式转换得到关于纬度B、方位角A的双变量函数：

式中，e_E为地球椭球偏心率。

然后，对关于纬度B、方位角A的双变量函数再次进行转换，得到关于纬度B的单变量分段函数模型：

上述关于纬度B的积分函数利用了从关于纬度B、方位角A的双变量函数推导出的恒等式

为了确保开根号后符号的正确性，需要根据方位角A来划分纬度B的积分区间。上述函数SagnacArea(B)的计算值即为Sagnac有向面积。

为了更好的说明Sagnac面积积分函数模型，给出如图2所示的Sagnac面积的示意图。地心O_E与途经光纤路径两端点P_s和P_e间大地线构成的闭合图形231在地球椭球赤道面内的投影232的面积可通过积分求取。投影232的面积积分可利用光纤路径任一点处面积微元233的求和获取，微元233面积可通过下式进行计算：

式中，R_parallel为地球旋转椭球纬度B处的平行圈半径，可通过地球椭球的长半轴a_E，偏心率e_E计算得到，dL为经度微元。上式中将

拆分为R_paralleldL和R_parallel两部分，方便于后续步骤光纤路径投影长度的计算。

由克劳莱定理可得

进而

由大地线微分方程可得

进而

由大地线微分方程可得

进而

此时微元面积转换为下式进行计算：

微元面积函数dS由关于B、A双变量函数变为关于B单变量函数包含以下步骤：

步骤1)：由克劳莱定理

其中C₀为常数，可得

步骤2)：由大地线微分方程可得

并利用上一步骤结果，变换后可得

对该式进行积分并整理可得，

其中A为大地线上纬度B处的方位角，A₀对应的纬度B₀为0，化简得：

步骤3)：由纬度B的取值范围

可得cos B≥0，因此cos A cos B的符号由cos A决定：

上式中，sgn(·)为取符号操作。由此，可确定cos A cos B的区间划分，进而可得上述的Sagnac面积积分函数模型。

步骤S33，获取Sagnac有向面积后，计算Sagnac时延修正估值：

其中，ω_E为地球自转速度，c为光速。

步骤S4，根据光纤路径点的位置信息和Sagnac有向面积，通过距离约束不确定度算法，计算Sagnac时延修正估值的不确定度。具体包括：

步骤S41，通过Sagnac弧长积分算法，获取途经起始端P_s和接收端P_e的大地线在赤道面内的投影弧长S′_se。包括：

步骤S411，构建Sagnac弧长积分函数模型：

步骤S412，根据途经起始端P_s和接收端P_e的大地线上的纬度B的变化范围来划分积分区间：首先判断P_s和P_e之间是否存在极值点B_m，若存在，则积分区间为[B_s,B_m]和[B_m,B_e]，若不存在，则积分区间为[B_s,B_e]。

步骤S413，根据步骤S412划分的积分区间，对步骤S411中建立的Sagnac弧长积分函数模型进行积分计算，获取途经起始端P_s和接收端P_e的大地线在赤道面内的投影弧长S′_se。

为了更好的说明Sagnac弧长积分函数模型，给出如图3所示的基于距离约束的Sagnac时延修正不确定度计算的原理示意图。为求取光纤路径241在地球椭球赤道面内投影242的长度，假定两者距离之比等于P_s和P_e间大地线长度与该大地线在赤道面内投影长度之比。

投影242的长度可利用赤道面内任一点处弧长微元243的求和获取，微元243弧长可通过下式进行计算：

对公式

进行微分，可得

同时利用步骤S32中获取的R_paralleldL以及cos² A cos² B的推导结果，整理后可得：

步骤S42，根据大地线长S_se和投影弧长S′_se的比值，获取光纤路径在赤道面的投影长度D′_se，其计算方法为：

其中D_se为光纤路径长度。

步骤S43，以光纤路径在赤道面的投影长度D′_se为约束条件，以P_s和P_e在赤道面内的投影点P′_s和P′_e为定点，构建赤道面内的曲线，使得赤道面内由地心O_E、P′_s、曲线弧以及P′_e所构成的闭合面积取得最大值。

其中，投影点P′_s和P′_e的确定方法为：假定P_s和P_e的空间直角坐标分别为(x_s,y_s,z_s)和(x_e,y_e,z_e)，则投影点P′_s和P′_e的坐标分别为(x_s,y_s,0)和(x_e,y_e,0)，空间直角坐标由大地坐标B、L、H转换而来。

如图3所示，赤道面内由地心O_E、P′_s、曲线弧以及P′_e所构成的闭合面积取得最大值，等价于弓形面积244取得最大值，定弦P′_sP′_e、定长D′_se的最大闭合面积问题即为约束条件的圆面积求解问题。

假定弓形的圆心角为α，半径为R，则弦长为

弧长为Rα，两者比值为

即求解数学问题sinx/x＝V_fixed。求取圆心角α后，即可得最大弓形闭合面积为

由于Sagnac面积具有方向性，因此需要将该闭合面积附加方向属性，当P_e在P_s的东面时，该面积为正，反之为负。

步骤S44，根据步骤S43取得的最大闭合面积以及步骤S32计算出的Sagnac有向面积，计算Sagnac时延修正估值的不确定度。

具体地，将最大闭合面积与Sagnac有向面积之差的绝对值作为Sagnac有向面积估值的不确定度ΔA_Sagnac，通过公式

计算Sagnac时延修正估值的不确定度。

步骤S5，根据Sagnac时延修正估值以及Sagnac时延修正估值的不确定度，对光纤链路的时频传递延迟进行修正。

本领域技术人员可以理解，实现上述方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成，前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，执行包括上述方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：移动存储设备、只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

如图4所示，本发明还提供一种乏路径信息的光纤时频传递Sagnac时延修正系统，该系统将乏路径信息的光纤时频传递Sagnac时延修正方法通过编程进行实现，通过计算机处理器实现光纤路径位置信息求解、Sagnac面积积分、Sagnac弧长积分和Sagnac时延修正计算。具体地，该系统包括彼此相连的光纤时频传递模块1、Sagnac时延修正计算模块2以及Sagnac时延修正模块3。

其中，光纤时频传递模块1作为主光纤时频传递系统，设置将光纤路径起始端的经纬度、光纤路径接收端的经纬度以及光纤路径长度提供给Sagnac时延修正计算模块2。

Sagnac时延修正计算模块2作为主光纤时频传递系统的辅助系统，设置为计算Sagnac时延修正估值以及Sagnac时延修正估值的不确定度，并将计算结果提供给Sagnac时延修正模块3。其包括：光纤路径位置信息求解模块21以及与光纤路径位置信息求解模块21相连的地形高程数据库22、Sagnac面积积分模块23和不确定度计算模块24。

其中，光纤路径位置信息求解模块21，设置为以光纤时频传递模块1提供的光纤路径起始端的经纬度、光纤路径接收端的经纬度、光纤路径长度以及地形高程数据库22提供的数据为输入参数，计算光纤路径上任一点的经纬度、方位角以及高程信息，获取光纤路径点的位置信息，并将输出结果提供给Sagnac面积积分模块23和不确定度计算模块24。

地形高程数据库22，设置为将光纤时频传递区域的数字高程基准图提供给光纤路径位置信息求解模块21。

Sagnac面积积分模块23，设置为利用光纤路径位置信息求解模块21提供的路径上任一点的经纬度、方位角以及高程信息，计算光纤时频传递过程中的Sagnac时延修正估值。

不确定度计算模块24，设置为利用光纤时频传递模块1提供的光纤路径长度和光纤路径位置信息求解模块21提供的光纤路径上任一点的经纬度、方位角以及高程信息，计算距离约束的Sagnac估值不确定度。

而Sagnac时延修正模块3，则设置为利用Sagnac时延修正计算模块2提供的输出结果对光纤时频传递模块1输出的时间传递延迟进行Sagnac时延修正。

本发明的光纤时频传递Sagnac时延修正系统的优点在于：对于现有的光纤时频传递系统不需要增加额外的硬件开销，只需要对算法进行升级，引入Sagnac时延修正计算模块，即可实现光纤时频传递过程中自主进行Sagnac时延修正，从而提高光纤的时频传递能力。

以上所述的，仅为本发明的较佳实施例，并非用以限定本发明的范围，本发明的上述实施例还可以做出各种变化。即凡是依据本发明申请的权利要求书及说明书内容所作的简单、等效变化与修饰，皆落入本发明专利的权利要求保护范围。本发明未详尽描述的均为常规技术内容。

Claims (9)

1.一种乏路径信息的光纤时频传递Sagnac时延修正方法，其特征在于，包括：

步骤S1，通过光纤时频传递勘线过程获取光纤路径起始端和接收端的经纬度，并获取光纤路径长度；

步骤S2，根据所述光纤路径起始端和接收端的经纬度，获取光纤路径点的位置信息；

步骤S3，根据所述光纤路径点的位置信息，通过Sagnac面积积分算法获取Sagnac有向面积，并计算Sagnac时延修正估值；

步骤S4，根据所述光纤路径长度、所述光纤路径点的位置信息和所述Sagnac有向面积，通过距离约束不确定度算法，计算Sagnac时延修正估值的不确定度；

步骤S5，根据所述Sagnac时延修正估值以及所述Sagnac时延修正估值的不确定度，对光纤链路的时频传递延迟进行修正。

2.根据权利要求1所述的乏路径信息的光纤时频传递Sagnac时延修正方法，其特征在于，所述步骤S2包括：

步骤S21，根据所述光纤路径起始端和接收端的经纬度，采用大地主题反解算法计算光纤路径起始端和接收端的方位角，以及光纤路径起始端和接收端之间的大地线长；

步骤S22，根据光纤路径起始端的经纬度及方位角，采用大地主题正解算法计算途经光纤路径起始端和接收端的大地线上任一点的经纬度及方位角信息；

步骤S23，利用高程地形数据库，根据途经光纤路径起始端和接收端的大地线上任一点的经纬度信息，获取任一点的高程信息，构建光纤路径点用大地坐标系描述的地表位置信息。

3.根据权利要求1所述的乏路径信息的光纤时频传递Sagnac时延修正方法，其特征在于，所述步骤S3包括：

步骤S31，构建Sagnac面积积分函数模型；

步骤S32，根据Sagnac面积积分函数模型，获取Sagnac有向面积；

步骤S33，获取Sagnac有向面积后，计算Sagnac时延修正估值。

4.根据权利要求3所述的乏路径信息的光纤时频传递Sagnac时延修正方法，其特征在于，所述步骤S32中Sagnac有向面积计算公式为：

式中，A₀为途经光纤路径起始端和接收端的大地线上纬度等于0时位置点的方位角，a_E为地球椭球长半轴，e_E地球椭球偏心率，B、A分别为途经光纤路径起始端和接收端的大地线上任一点的纬度和方位角。

5.根据权利要求1所述的乏路径信息的光纤时频传递Sagnac时延修正方法，其特征在于，所述步骤S4包括：

步骤S41，通过Sagnac弧长积分算法，获取途经光纤路径起始端和接收端的大地线在赤道面内的投影弧长；

步骤S42，根据光纤路径起始端和接收端之间的大地线长和途经光纤路径起始端和接收端的大地线在赤道面内的投影弧长的比值，获取光纤路径在赤道面的投影长度；

步骤S43，以光纤路径在赤道面的投影长度为约束条件，以光纤路径起始端和接收端在赤道面内的投影点为定点，构建赤道面内的曲线，获取赤道面内由地心、曲线弧以及光纤路径起始端和接收端在赤道面内的投影点所构成的闭合面积的最大值；

步骤S44，根据步骤S43取得的最大闭合面积以及步骤S32计算出的Sagnac有向面积，计算Sagnac时延修正估值的不确定度。

6.根据权利要求5所述的乏路径信息的光纤时频传递Sagnac时延修正方法，其特征在于，所述步骤S41包括：

步骤S411，构建Sagnac弧长积分函数模型：

式中，A₀为途经光纤路径起始端和接收端的大地线上纬度等于0时位置点的方位角，a_E为地球椭球长半轴，e_E地球椭球偏心率，B为途经光纤路径起始端和接收端的大地线上任一点的纬度；

步骤S412，根据途经光纤路径起始端和接收端的大地线上的纬度B的变化范围来划分积分区间：判断光纤路径起始端和接收端之间是否存在极值点B_m，若存在，则积分区间为[B_s,B_m]和[B_m,B_e]，若不存在，则积分区间为[B_s,B_e]，B_s为光纤路径起始端的纬度，B_e为光纤路径接收端的纬度；

步骤S413，根据步骤S412划分的积分区间，对步骤S411中建立的Sagnac弧长积分函数模型进行积分计算，获取途经光纤路径起始端和接收端的大地线在赤道面内的投影弧长。

7.根据权利要求5所述的乏路径信息的光纤时频传递Sagnac时延修正方法，其特征在于，所述步骤S42中光纤路径在赤道面的投影长度为：

式中，D_se为光纤路径长度，S_s′_e为途经光纤路径起始端和接收端的大地线在赤道面内的投影弧长，S_se为光纤路径起始端和接收端之间的大地线长。

8.根据权利要求5所述的乏路径信息的光纤时频传递Sagnac时延修正方法，其特征在于，所述步骤S44中计算Sagnac时延修正估值的不确定度的方法为：将最大闭合面积与Sagnac有向面积之差的绝对值作为Sagnac有向面积估值的不确定度ΔA_Sagnac，通过公式

计算Sagnac时延修正估值的不确定度，其中，ω_E为地球自转速度，c为光速。

9.一种乏路径信息的光纤时频传递Sagnac时延修正系统，其特征在于，包括：

光纤时频传递模块，设置为将光纤路径起始端的经纬度、光纤路径接收端的经纬度以及光纤路径长度提供给Sagnac时延修正计算模块；

Sagnac时延修正计算模块，设置为计算Sagnac时延修正估值以及Sagnac时延修正估值的不确定度，并将计算结果提供给Sagnac时延修正模块；包括：

光纤路径位置信息求解模块，设置为以所述光纤时频传递模块提供的光纤路径起始端的经纬度、光纤路径接收端的经纬度、光纤路径长度以及一地形高程数据库提供的数据为输入参数，计算光纤路径上任一点的经纬度、方位角以及高程信息，获取光纤路径点的位置信息，并将输出结果提供给一Sagnac面积积分模块和一不确定度计算模块；

地形高程数据库，与所述光纤路径位置信息求解模块相连，设置为将光纤时频传递区域的数字高程基准图提供给所述光纤路径位置信息求解模块；

Sagnac面积积分模块，与所述光纤路径位置信息求解模块相连，设置为利用所述光纤路径位置信息求解模块提供的光纤路径上任一点的经纬度、方位角以及高程信息，计算光纤时频传递过程中的Sagnac时延修正估值；

不确定度计算模块，与所述光纤路径位置信息求解模块相连，设置为利用所述光纤时频传递模块提供的光纤路径长度和所述光纤路径位置信息求解模块提供的光纤路径上任一点的经纬度、方位角以及高程信息，计算距离约束的Sagnac估值不确定度；

Sagnac时延修正模块，设置为利用所述Sagnac时延修正计算模块提供的输出结果对所述光纤时频传递模块输出的时间传递延迟进行Sagnac时延修正；其中，

所述光纤时频传递模块、Sagnac时延修正计算模块以及Sagnac时延修正模块彼此相连。

Images