CN117471500A - 顾及接收机时变偏差的北斗星基高精度授时方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种顾及接收机时变偏差的北斗星基高精度授时方法及装置，利用观测数据和广播数据进行精密数据恢复得到北斗卫星的实时精密轨道和实时精密卫星钟差；之后建立顾及接收机时变偏差的PPP授时模型，并利用PPP授时模型输出当前历元的接收机钟差；对当前历元的接收机钟差进行异常探测，最终输出当前历元的接收机钟差；利用时钟控制方法对晶振进行实时调控，将晶振输出的信号输入给接收机，使得接收机输出UTC时间和1PPS信号。本发明与现有技术相比，既可以让实时PPP授时不再依赖网络让PPP工程化提供可能，又可以适应不同温度环境，提高了实时PPP授时的可靠性、连续性。

Description

顾及接收机时变偏差的北斗星基高精度授时方法及装置
技术领域
本发明属于导航卫星授时技术领域，具体涉及一种顾及接收机时变偏差的北斗星基高精度授时方法及装置。
背景技术
授时作为GNSS重要应用之一，传统的卫星单向授时精度约为20～50ns。随着科技的快速发展，传统的卫星授时方法已经难以满足社会、经济和科技发展的需求，因此，学者进一步探索更高精度的授时方法，精密单点定位(PPP)授时方法在不依赖参考站的情况下可实现亚纳秒级的授时，目前，PPP时间传递技术已经被用于国际UTC/TAI比对。
随着人们对实时性的需求，事后PPP授时无法大众化应用，因而，实时PPP授时方法逐步受学者青睐，实时PPP通过网络传输精密轨道和钟差产品，再通过PPP算法解算，最后实现了高精度定位/授时等应用。国内已有学者或团队将实时产品的基准归算至UTC(k)，并通过网络播发给用户，用户在接收到实时轨道和钟差产品后，通过PPP算法实现高精度授时。
但上述实时PPP授时需要依赖网络，由于网络存在不稳定性，容易到PPP重新收敛或不可用的状态，这将难以保证PPP授时的可靠性，极大的限制了PPP授时应用的推广，如图1所示，网络中断后导致的接收机钟差中断或者重新收敛。此外，不像守时实验室，授时接收机可以防止接近恒温的环境，而普通的大众用户通常难以保证授时接收机的恒温环境，温度的变化对接收机伪距偏差会产生较大影响，从而导致授时性能的降低。
发明内容
为了解决现有技术中存在的上述问题，本发明提供了一种顾及接收机时变偏差的北斗星基高精度授时方法及装置。本发明要解决的技术问题通过以下技术方案实现：
第一方面，本发明提供了一种顾及接收机时变偏差的北斗星基高精度授时方法包括：
S100，通过接收机实时接收观测北斗卫星得到的观测数据以及所述北斗卫星的广播数据；所述广播数据包括广播星历和PPP-B2b改正数；
S200，利用所述观测数据和所述广播数据进行精密数据恢复得到北斗卫星的实时精密轨道和实时精密卫星钟差；
S300，根据所述实时精密轨道和所述实时精密卫星钟差，建立顾及接收机时变偏差的PPP授时模型；
S400，利用所述PPP授时模型输出当前历元的接收机钟差；
S500，对当前历元的接收机钟差进行异常探测，如果没有异常则输出当前历元的接收机钟差；如果异常则利用历史历元的接收机钟差拟合得到当前历元的接收机钟差，并输出；
S600，利用时钟控制方法对晶振进行实时调控，将晶振输出的信号输入给接收机，使得接收机根据当前历元的接收机钟差输出UTC时间和1PPS信号。
第二方面，本发明提供了一种顾及接收机时变偏差的北斗星基高精度授时装置，应用于接收机上，所述顾及接收机时变偏差的北斗星基高精度授时装置执行以下过程：
S100，实时接收观测北斗卫星得到的观测数据以及所述北斗卫星的广播数据；所述广播数据包括广播星历和PPP-B2b改正数；
S200，利用所述观测数据和所述广播数据进行精密数据恢复，得到北斗卫星的实时精密轨道和实时精密卫星钟差；
S300，根据所述实时精密轨道和所述实时精密卫星钟差，建立顾及接收机时变偏差的PPP授时模型；
S400，利用所述PPP授时模型输出当前历元的接收机钟差；
S500，对当前历元的接收机钟差进行异常探测，如果为异常则利用历史历元的接收机钟差拟合当前历元的接收机钟差；如果没有异常则输出当前历元的接收机钟差；
S600，利用时钟控制方法对晶振进行实时调控，将晶振输出的信号输入给接收机，使得接收机根据当前历元的接收机钟差输出UTC时间和1PPS信号。
有益效果：
本发明提供了一种顾及接收机时变偏差的北斗星基高精度授时方法及装置，利用观测数据和广播数据进行精密数据恢复得到北斗卫星的实时精密轨道和实时精密卫星钟差；之后建立顾及接收机时变偏差的PPP授时模型，并利用PPP授时模型输出当前历元的接收机钟差；对当前历元的接收机钟差进行异常探测，最终输出当前历元的接收机钟差；利用时钟控制方法对晶振进行实时调控，将晶振输出的信号输入接收机，使得接收机根据实时调控后的接收机钟差输出UTC时间和1PPS信号。本发明与现有技术相比，既让实时PPP授时不再依赖网络让PPP工程化提供可能，又同时适应不同温度环境，提高了实时PPP授时的可靠性、连续性。
以下将结合附图及实施例对本发明做进一步详细说明。
附图说明
图1是基于网络传输实时精密轨道和钟差改正数，利用PPP解算的接收机钟差；
图2是本发明提供的一种顾及接收机时变偏差的北斗星基高精度授时方法的流程示意图；
图3是顾及接收机时变偏差的北斗星基授时原理示意图；
图4是基于PPP-B2b的BDS-3PPP解算的接收机钟差序列示意图；
图5为传统PPP模型和顾及接收机时变偏差PPP模型解算的修正Allan方差示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明做进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。
结合图2至图5，本发明提供了一种顾及接收机时变偏差的北斗星基高精度授时方法，包括：
S100，通过接收机实时接收观测北斗卫星得到的观测数据以及所述北斗卫星的广播数据；所述广播数据包括广播星历和PPP-B2b改正数；
参考图3，本发明通过接收机上的GNSS模块实时接收北斗卫星的观测数据、广播星历和PPP-B2b改正数。
S200，利用所述观测数据和所述广播数据进行精密数据恢复得到北斗卫星的实时精密轨道和实时精密卫星钟差；
在本发明一种具体的实施方式中，S200包括：
S210，对所述观测数据和所述广播星历进行解码得到北斗卫星的观测值以及解码后的广播星历；
S220，利用所述解码后的广播星历和所述PPP-B2b改正数合并生成北斗卫星的实时精密轨道和实时精密卫星钟差。
S220中的实时精密轨道表示为：
其中，Xpre为实时精密轨道，Xbrd为基于广播星历计算的轨道；(er,ea,ec)为转换矩阵；ΔO为PPP-B2b在径向、法向、切向的改正数向量；R为卫星位置；为卫星速度，[ΔOr,ΔOa,ΔOc]为实时精密轨道在径向、法向、切向的改正数；
S220中的实时精密卫星钟差表示为：
其中，dts为实时精密卫星钟差，为广播星历计算的卫星钟差，ΔT为PPP-B2b服务中的卫星钟差改正数，c为光速。
本发明之后对观测数据和广播星历进行解码；利用广播星历和PPP-B2b改正数合并生成实时精密轨道和实时精密卫星钟差。
S300，根据所述实时精密轨道和所述实时精密卫星钟差，建立顾及接收机时变偏差的PPP授时模型；
在本发明一种具体的实施方式中，S300包括：
S310，根据所述实时精密轨道、所述实时精密卫星钟差以及所述观测值构建观测方程；
相比传统的无电离层组合PPP，本文直接使用非组合观测值，非组合观测值的噪声更小，列出伪距和载波非组合观测方程，以北斗三号卫星的B1I和B3I为例，S310中的观测方程表示为：
其中，参数携带角标B1I和B3I表示北斗卫星B1I和B3I的参数；和/>分别为北斗卫星B1I和北斗卫星B3I的非组合伪矩观测值；/>为北斗卫星S到接收机r之间的几何距离；δtr和δts分别为接收机钟差和实时精密卫星钟差；dr,B1I和/>分别为B1I频点上接收机和卫星端硬件延迟；dr,B3I和/>分别为B3I频点上接收机和卫星端硬件延迟；/>为对流层；/>为电离层；/>和/>分别为斗卫星B1I和B3I的伪距观测噪声；/>和/>分别为北斗卫星B1I和北斗卫星B3I原始的载波观测值；γ为电离层系数；λB1I和λB3I分别为北斗卫星B1I和B3I频点的波长；/>和/>分别为北斗卫星B1I和B3I频点上的模糊度；br,B1I和br,B3I分别为北斗卫星B1I和B3I到接收机端的载波延迟；/>和/>分别为北斗卫星B1I和B3I的载波延迟；
和/>分别为斗卫星B1I和B3I的载波相位观测噪声；
S320，将所述实时精密卫星钟差和接收机钟差重新定义，并结合所述观测方程建立授时模型；
由于PPP-B2b产品中BDS-3卫星钟的参考频点为B3I，因此，卫星钟差将吸收B3I频点上的硬件延迟。对于接收机而言，接收机钟差将吸收B1I和B3I频点上的接收机端硬件延迟，因此，重新定义接收机钟差和实时精密卫星钟差，重新定义的接收机钟差和实时精密卫星钟差表示为：
其中，为重新定义的接收机钟差；/>为重新定义的实时精密卫星钟差；/>和均吸收了无电离层组合硬件延迟；dIF为接收机硬件延迟；fB1I为北斗卫星B1I频点的频率；fB3I为北斗卫星B3I频点的频率；
S330，修正S320中的授时模型因对流层误差、相位缠绕、天线相位中心变化和相对论效应引起的误差得到误差修正后的授时模型；
将公式(5)带入公式(3)和公式(4)得到授时模型，表示为：
其中，DCBr,B1I/B3I为接收机的码间偏差，DCBB s 1I/B3I为卫星的码间偏差，
S340，对S330中的误差修正后的授时模型进行参数估计，得到参数估计的授时模型；
在本发明一种具体的实施方式中，S340包括：
对接收机的坐标和模糊度作常数估计；
对所述对流层的湿分量采用随机游走参数进行估计；
对电离层以及接收机钟差采用白噪声进行参数估计，以实现对S330中的误差修正后的授时模型的参数估计。
本发明修正对流层误差、相位缠绕、天线相位中心变化、相对论效应等。之后，利用Kalman滤波进行参数估计，主要关注接收机钟差参数，接收机坐标参数作为静态估计，模糊度作为常数估计，对所述对流层的湿分量采用随机游走参数进行估计，电离层采用白噪声进行参数估计，授时结果如图4所示。
S350，通过接收机钟差的硬件延迟分类对S340中的所述参数估计的授时模型进行转换，从而建立顾及接收机时变偏差的PPP授时模型。
在本发明一种具体的实施方式中，为进一步设计顾及接收机时变偏差的北斗星基授时模型，S350包括：
S351，将接收机钟差的硬件延迟分为不变部分和时变部分，并利用收敛的卡尔曼滤波算法估计时变部分以及利用随机游走模型估计不变部分，得到接收机钟差的转换表达式：
其中，为接收机时变偏差；
本发明在kalman滤波开始阶段不估计接收机时变偏差，开始阶段接收机钟差采用白噪声模型进行估计，即为S340中的接收机钟差估计。等到kalman滤波收敛后开始估计接收机时变偏差，滤波收敛的条件是三维坐标参数的精度优于0.1米，此时认为接收机钟差也收敛完成；一旦接收机钟差收敛完成，本发明则开始估计接收机时变偏差，此时，接收机钟差参数采用随机游走模型进行参数估计，随机游走模型的噪声方差qw表示为：
其中，δAllan为接收机钟差采样间隔对应的阿伦方差；τctrl为采样间隔；
S352，将接收机钟差的转换表达式代入S340中的所述参数估计的授时模型中从而得到顾及接收机时变偏差的PPP授时模型：
其中，为北斗卫星B1I频点上吸收相位延时的模糊度参数，/>为北斗卫星B3I频点上吸收相位延时的模糊度参数。
比传统的非组合PPP授时模型，本发明的顾及接收机时变偏差的PPP授时模型增加一项参数。图5为利用PPP授时模型解算钟差计算频率稳定度的示意图，图5展示了传统模型解算的频率稳定度和本发明估计接收机时变偏差的频率稳定度。图5中方案一为传统模型解算的频率稳定度，方案二为本发明估计接收机时变偏差的频率稳定度。从图5中可以看出估计接收机时变偏差的PPP授时模型计算的频率稳定度性能更好。
S400，利用所述PPP授时模型输出当前历元的接收机钟差；
S500，对当前历元的接收机钟差进行异常探测，如果没有异常则输出当前历元的接收机钟差；如果异常则利用历史历元的接收机钟差拟合得到当前历元的接收机钟差，并输出；
在本发明一种具体的实施方式中，S500包括：
S510，以滑动窗口形式存储接收机钟差；
本发明在实际中可以利用接收机探测设备完成异常检测，设备开机后前几秒不提供时间信息，等到10秒以后开始给用户提供时间信息，开机后的10秒钟存储接收机钟差。
S520，利用滑动窗口对当前历元的接收机钟差进行中位数粗差探测，
以确定是否出现异常；
S530，如果出现异常，则利用历史历元的接收机钟差进行一阶二次项拟合从而预测当前历元的接收机钟差；
S540，如果没有出现异常，将当前历元的接收机钟差存储到滑动窗口的存储结构体中，并输出当前历元的接收机钟差。
S600，利用时钟控制方法对晶振进行实时调控，将晶振输出的信号输入给接收机，使得接收机根据当前历元的接收机钟差输出UTC时间和1PPS信号。在本发明一种具体的实施方式中，S600包括：
S610，采用时间离散型二次调节器对原子钟或者晶振进行驯服得到驯服后的晶振；
其中，驯服公式为：
其中，为k+1时刻的钟状态，/>为k时刻的钟状态，包含精密卫星实时钟差δtr和钟飘df，A为系数，τctrl为采样间隔，B为调整δtr的系数，uk为时钟控制输入参数。
S620，将驯服后的晶振输出的10MHz信号输入接收机中，使得接收机根据当前历元的接收机钟差输出UTC时间和1PPS。
本发明可以利用驯服后的晶振或原子钟发出频率为10MHZ的时钟信号，并将该时钟信号输入接收机，接收机在该时钟信号的作用下输出UTC时间和1PPS信号。授时所需信息一个为UTC，一个是秒脉冲(1PPS)，因此根据这两个信息就可以完成授时。
本发明提供了一种顾及接收机时变偏差的北斗星基高精度授时装置，应用于接收机上，所述顾及接收机时变偏差的北斗星基高精度授时装置执行以下过程：
S100，实时接收观测北斗卫星得到的观测数据以及所述北斗卫星的广播数据；所述广播数据包括广播星历和PPP-B2b改正数；
S200，利用所述观测数据和所述广播数据进行精密数据恢复得到北斗卫星的实时精密轨道和实时精密卫星钟差；
S300，根据所述实时精密轨道和所述实时精密卫星钟差，建立顾及接收机时变偏差的PPP授时模型；
S400，利用所述PPP授时模型输出当前历元的接收机钟差；
S500，对当前历元的接收机钟差进行异常探测，如果为异常则利用历史历元的接收机钟差拟合当前历元的接收机钟差；如果没有异常则输出当前历元的接收机钟差；
S600，利用时钟控制方法对晶振进行实时调控，将晶振输出的信号输入给接收机，使得接收机根据当前历元的接收机钟差输出UTC时间和1PPS信号。
本发明直接通过北斗三号卫星传输改正数，因此让实时PPP授时不再依赖网络，并且为PPP授时工程化提供可能，同时，本发明顾及接收机硬件时变特性，解决了不同温度环境引起的硬件时延发生变化导致的授时精度下降的问题，提高了实时PPP授时的可靠性、连续性。
针对当前实时精密单点定位(PPP)授时方法多基于网络传输改正数，在实际应用过程中，因网络不稳定易导致接收机钟差重新收敛，难以保证授时精度的可靠性的问题及传统的PPP授时方法多将接收机伪距偏差作为常数估计，导致PPP授时性能下降的问题，本发明提供了一种顾及接收机时变偏差的北斗星基高精度授时方法及装置，针对不同温度导致的接收机端码偏差发生变化导致的授时精度降低的难题，利用观测数据和广播数据进行精密数据恢复得到北斗卫星的实时精密轨道和实时精密卫星钟差；之后建立顾及接收机时变偏差的PPP授时模型，并利用PPP授时模型输出当前历元的接收机钟差；对当前历元的接收机钟差进行异常探测，最终输出当前历元的接收机钟差；利用时钟控制方法对晶振进行实时调控，将晶振输出的信号输入给接收机，使得接收机根据实时调控后输出UTC时间和1PPS信号。本发明与现有技术相比，既让实时PPP授时不再依赖网络让PPP工程化提供可能，又同时适应不同温度环境，提高了实时PPP授时的可靠性、连续性。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种顾及接收机时变偏差的北斗星基高精度授时方法，其特征在于，包括：
S100，通过接收机实时接收观测北斗卫星得到的观测数据以及所述北斗卫星的广播数据；所述广播数据包括广播星历和PPP-B2b改正数；
S200，利用所述观测数据和所述广播数据进行精密数据恢复，得到北斗卫星的实时精密轨道和实时精密卫星钟差；
S300，根据所述实时精密轨道和所述实时精密卫星钟差，建立顾及接收机时变偏差的PPP授时模型；
S400，利用所述PPP授时模型输出当前历元的接收机钟差；
S500，对当前历元的接收机钟差进行异常探测，如果没有异常则输出当前历元的接收机钟差；如果异常则利用历史历元的接收机钟差拟合得到当前历元的接收机钟差，并输出；
S600，利用时钟控制方法对晶振进行实时调控，将晶振输出的信号输入给接收机，使得接收机根据当前历元的接收机钟差输出UTC时间和1PPS信号。
2.根据权利要求1所述的顾及接收机时变偏差的北斗星基高精度授时方法，其特征在于，S200包括：
S210，对所述观测数据和所述广播星历进行解码，得到北斗卫星的观测值以及解码后的广播星历；
S220，利用所述解码后的广播星历和所述PPP-B2b改正数合并生成北斗卫星的实时精密轨道和实时精密卫星钟差。
3.根据权利要求2所述的顾及接收机时变偏差的北斗星基高精度授时方法，其特征在于，S220中的实时精密轨道表示为：
其中，Xpre为实时精密轨道，Xbrd为基于广播星历计算的轨道；(er,ea,ec)为转换矩阵；ΔO为PPP-B2b在径向、法向、切向的改正数向量；R为卫星位置；为卫星速度，[ΔOr,ΔOa,ΔOc]为实时精密轨道在径向、法向、切向的改正数；
S220中的实时精密卫星钟差表示为：
其中，δts为实时精密卫星钟差，为广播星历计算的卫星钟差，ΔT为PPP-B2b服务中的卫星钟差改正数，c为光速。
4.根据权利要求3所述的顾及接收机时变偏差的北斗星基高精度授时方法，其特征在于，S300包括：
S310，根据所述实时精密轨道、所述实时精密卫星钟差以及所述观测值构建观测方程；
S320，将所述实时精密卫星钟差和接收机钟差重新定义，并结合所述观测方程建立授时模型；
S330，修正S320中的授时模型因对流层误差、相位缠绕、天线相位中心变化和相对论效应引起的误差得到误差修正后的授时模型；
S340，对S330中的误差修正后的授时模型进行参数估计，得到参数估计的授时模型；
S350，通过接收机钟差的硬件延迟分类对S340中的所述参数估计的授时模型进行转换，从而建立顾及接收机时变偏差的PPP授时模型。
5.根据权利要求4所述的顾及接收机时变偏差的北斗星基高精度授时方法，其特征在于，S310中的观测方程表示为：
其中，参数携带角标B1I和B3I表示北斗卫星B1I和B3I的参数；
和分别为北斗卫星B1I和北斗卫星B3I的非组合伪矩观测值；/>为北斗卫星S到接收机r之间的几何距离；δtr和δts分别为接收机钟差和实时精密卫星钟差；dr,B1I和/>分别为B1I频点上接收机和卫星端硬件延迟；dr,B3I和/>分别为B3I频点上接收机和卫星端硬件延迟；/>为对流层；/>为电离层；/>和/>分别为斗卫星B1I和B3I的伪距观测噪声；和/>
分别为北斗卫星B1I和北斗卫星B3I原始的载波观测值；γ为电离层系数；
λB1I和λB3I分别为北斗卫星B1I和B3I频点的波长；和/>分别为北斗卫星B1I和B3I频点上的模糊度；br,B1I和br,B3I分别为北斗卫星B1I和B3I到接收机端的载波延迟；/>和/>分别为北斗卫星B1I和B3I的载波延迟；
和/>分别为斗卫星B1I和B3I的载波相位观测噪声；
重新定义的接收机钟差和实时精密卫星钟差表示为：
其中，为重新定义的接收机钟差；/>为重新定义的精密卫星实时钟差，/>和/>均吸收了无电离层组合硬件延迟；dIF为接收机硬件延迟；fB1I为北斗卫星B1I频点的频率；fB3I为北斗卫星B3I频点的频率；
S320中的授时模型表示为：
其中，DCBr,B1I/B3I为接收机的码间偏差，为卫星的码间偏差，
6.根据权利要求5所述的顾及接收机时变偏差的北斗星基高精度授时方法，其特征在于，S340包括：
对接收机的坐标和模糊度作常数估计；
对所述对流层的湿分量采用随机游走参数进行估计；
对电离层以及接收机钟差采用白噪声进行参数估计，实现对S330中的误差修正后的授时模型的参数估计。
7.根据权利要求6所述的顾及接收机时变偏差的北斗星基高精度授时方法，其特征在于，S350包括：
S351，将接收机钟差的硬件延迟分为不变部分和时变部分，并利用收敛的卡尔曼滤波算法估计时变部分以及利用随机游走模型估计不变部分，得到接收机钟差的转换表达式：
其中，为接收机时变偏差；
随机游走模型的噪声方差qw表示为：
qw＝(δAllan·τctrl·c)2 (9)；
其中，δAllan为接收机钟差采样间隔对应的阿伦方差；τctrl为采样间隔；
S352，将接收机钟差的转换表达式代入S340中的所述参数估计的授时模型中从而得到顾及接收机时变偏差的PPP授时模型：
其中，为北斗卫星B1I频点上吸收相位延时的模糊度参数，/>为北斗卫星B3I频点上吸收相位延时的模糊度参数。
8.根据权利要求7所述的顾及接收机时变偏差的北斗星基高精度授时方法，其特征在于，S500包括：
S510，以滑动窗口形式存储接收机钟差；
S520，利用滑动窗口对当前历元的接收机钟差进行中位数粗差探测，以确定是否出现异常；
S530，如果出现异常，则利用历史历元的接收机钟差进行一阶二次项拟合从而预测当前历元的接收机钟差；
S540，如果没有出现异常，将当前历元的接收机钟差存储到滑动窗口的存储结构体中，并输出当前历元的接收机钟差。
9.根据权利要求7所述的顾及接收机时变偏差的北斗星基高精度授时方法，其特征在于，S600包括：
S610，采用时间离散型二次调节器对原子钟或者晶振进行驯服得到驯服后的晶振；
其中，驯服公式为：
其中，为k+1时刻的钟状态，/>为k时刻的钟状态，包含实时精密卫星钟差δtr和钟飘df，A为系数，B为调整δtr的系数，uk为时钟控制输入参数；
S620，将驯服后的晶振输出的10MHz信号输入接收机中，使得接收机根据当前历元的接收机钟差输出UTC时间和1PPS。
10.一种顾及接收机时变偏差的北斗星基高精度授时装置，其特征在于，应用于接收机上，所述顾及接收机时变偏差的北斗星基高精度授时装置执行以下过程：
S100，实时接收观测北斗卫星得到的观测数据以及所述北斗卫星的广播数据；所述广播数据包括广播星历和PPP-B2b改正数；
S200，利用所述观测数据和所述广播数据进行精密数据恢复得到北斗卫星的实时精密轨道和实时精密卫星钟差；
S300，根据所述实时精密轨道和所述实时精密卫星钟差，建立顾及接收机时变偏差的PPP授时模型；
S400，利用所述PPP授时模型输出当前历元的接收机钟差；
S500，对当前历元的接收机钟差进行异常探测，如果为异常则利用历史历元的接收机钟差拟合当前历元的接收机钟差；如果没有异常则输出当前历元的接收机钟差；
S600，利用时钟控制方法对晶振进行实时调控，将晶振输出的信号输入给接收机，使得接收机根据当前历元的接收机钟差输出UTC时间和1PPS信号。
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