摘  要：OnePoint是中国移动自研的高精度定位服务平台，通过使用在全国范围内建设的4400个高精度定位基准站，对外提供可持续不间断的静态毫米级、动态厘米级、实时亚米级定位服务。依托OnePoint平台，在5G移动通信网络和北斗卫星的赋能下，中国移动成功开发了北斗授时系统，建立了一套时间标准，利用PTP、NTP、PPP、5G空口等技术定制化授时服务解决方案，满足行业客户纳秒级、微秒级、毫秒级等授时需求，让5G+和北斗在时间服务领域发挥更大的产业价值。

关键词：OnePoint；高精度定位；5G+北斗；授时服务；卫星系统

1  概述

基于北斗/GPS双模的授时设备最早在2003年进入通信领域，在2008年之前主要提供频率同步服务，此后可同时提供时间同步和频率同步服务。北斗设备在正常情况下可以满足通信网中对频率同步和时间同步的要求，尤其是2008年以后生产的北斗设备其性能普遍达到了GPS卫星接收机设备的水平，完全可以满足通信网中各种通信设备对频率同步和时间同步的需求。目前我国通信网中仍部分使用GPS接收机进行同步授时，其安全性是长期困扰网络规划建设的重大问题，在北斗卫星导航系统的逐步完善和市场逐步建立的情况下，北斗卫星授时的应用部署对提高通信网络安全日渐重要。

基于此，中国移动开展基于5G+北斗高精度授时技术研究，攻关单北斗B2B的PPP时间比对技术、5G空口信号发播体制、高精度测距与多路径抑制、高精度伪距/载波相位测量技术、高精度定时算法等关键技术，自研并搭建了5G+北斗授时系统。

2  基于OnePoint平台的北斗授时

2.1  北斗授时系统架构

为更好地贯彻落实国家战略有关精神，按照“需求牵引、统筹衔接、资源共享、共同推进”的原则，聚焦国家新一代PNT体系建设需求和国防建设需求，充分利用5G移动通信系统的超密度组网、高速信息传输、低时延、高精度抗多径测距等特性，开展基于5G+北斗高精度授时技术研究，攻关单北斗B2B的PPP时间比对技术、5G空口信号发播体制、高精度测距与多路径抑制、高精度伪距/载波相位测量技术、高精度定时算法等关键技术，搭建了相应的北斗授时系统，即基于OnePoint平台的北斗授时系统。

2.2  北斗授时系统关键技术

基于OnePoint平台的北斗授时系统技术关键点在于：

（1）5G+北斗的OnePoint平台授时

通过基准站接收卫星数据，基准站将观测数据推送给数据接入服务；精密产品解算服务通过数据接入服务获取基准站观测数据，获取观测数据并进行一系列的编解码，生成轨道钟，进一步生成SSR精密产品；时间归算服务获取SSR数据和基准站观测数据，通过PPP解算得到钟差跟钟飘，推送给时间改正数播发服务，使得接入的授时终端可以接收钟差钟飘数据，进行时间归算。

（2）单北斗B2B的PPP授时平台及原型系统

该项技术基于实时输出的精密钟轨差数据、自建区域参考站网的观测数据，构建高精度的时间标准，利用大气信息，对传统的非组合PPP方程进行约束，加速收敛以及重收敛。利用Ntrip协议播发频差信息至接收机中的时钟驯服模块，时钟驯服模块基于DDS方法来驯服内部原子钟，该技术可满足战备或战争中高精度单北斗可信授时需求，授时精度纳秒级。

（3）5G空口授时平台及原型系统

该项技术基于5G扩频信号双向时间同步的授时方法，与传统技术相比，通过5G基站播发5G扩频授时信号，完成上行伪距和下行伪距计算，从而实现高精度的时间同步。5G通信信道播发多个终端的伪距和硬件时延等信息，并分别测量多个终端与5G基站的时差值，从而实现多个终端之间的时间同步。该技术针对战争场景下灵活授时需求，具备可移动、易拆卸搭建的特点，另一方面，3GPP已经列出了R18版本的相关工作条目，其中基于5G弹性授时的研究项目值得关注和重视。

2.3  北斗授时系统的应用推广

经过市场调研，前期的北斗系统业务推广，发现了如下问题或不足：

（1）北斗行业应用标准仍待完善：目前北斗办已发布“北斗标准体系2.0”规划，其中北斗行业应用领域标准仍待制定，包括北斗与通信系统的融合、星基、授时、行业应用的使用标准及技术规范等方面。同时，新基站设备支持主用北斗/单北斗的进程，也依赖于相关标准的制定和验证，现有标准情况难以支持主用北斗/单北斗相关业务规模推广。

（2）主用北斗/单北斗产品供应力不足：当前市场上绝大多数授时解算终端采用多星座混合解算方案，面向授时、定位的主用北斗/单北斗技术方案缺少大规模验证的基础测试环境与条件，支持主用北斗/单北斗的芯片、模组、终端等产品市场需求较弱，产品供应力不足，推广难度较大。

（3）升级成本限制：GPS等授时系统市场份额及用户基础较高，主用北斗/单北斗产品市场需求尚不旺盛；同时，主用北斗/单北斗授时产品应用需与现有的通信设备和系统进行兼容，需进行技术适配及升级，涉及硬件改造及软件升级，相关成本限制产品规模应用。

基于此，后期主要以标准体系完善为基石，以产品融合创新为驱动，稳步推进北斗授时技术在通信领域应用推广。加大通信运营商在北斗应用领域标准参与力度，加速建设北斗与通信融合领域技术标准。建议加强通信运营商在北斗专题应用、北斗行业应用领域中相关标准的参与、验证与推广工作引导。拟采取如下举措：（1）龙头企业组织产业链上中下游企业对单北斗、多模主用北斗的技术实现可行性、GPS替代有效性进行研讨，明确信号质量阈值标准等，形成授时标准，并推动产业各方协同制定推进实施计划，加速电信领域北斗标准化进程；（2）牵引产业主体开展北斗/单北斗产品联合研发，推动创新产品示范验证，建立标杆项目，推进通信领域应用推广。

随着北斗卫星导航系统的投入运行，通信网北斗授时的标准加快出台，北斗授时应用需求大。随着北斗芯片、北斗授时模块产业的发展和完善，北斗授时接收机的竞争力会大大提高，北斗授时在通信行业的广泛推广将大大提高我国通信行业的安全性。

3  结束语

在移动通信、无线电通信等各类通信系统中，时间同步和频率同步是保证系统正常运行的关键。北斗授时技术可以提供高精度和可靠的时间同步和频率同步服务，提高通信系统的性能和可靠性，在同步网、无线通信网内均开展了应用。本文提出的基于OnePoint单北斗授时系统，具有4个方面的优势：（1）下沉部署能力：“端网云用”本地整合；（2）差异化技术优势：5G+单北斗授时服务等；（3）差异化运营优势：5G+北斗行业龙头、电信级属地化运维、生态聚集等；（4）强安全性：PPP数据服务实时监测，有效对抗各类欺骗式、再生式时间信号攻击。接下来，将主要从两个方面开展工作，一是依托北斗地基增强网络，进一步对北斗授时系统进行功能扩展和性能优化；另一方面，大力推广北斗授时的应用，拓展应用场景，让北斗授时系统在实践中发挥优势，实现系统的价值最大化。

参考文献

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