基于卫星导航系统的高精度时间比对在时间保持、时间同步和溯源中起着重要的作用。全球各守时实验室利用不同的时间比对链路开展国际时间比对并参与标准时间UTC的计算,主要包括基于导航卫星系统的共视、全视、载波相位时间比对技术以及通信卫星的双向时间比对技术。从国际权度局每月发布的时间公报中可见,超过80%以上的守时实验室利用GPS码伪距或载波相位时间比对技术参与国际时间比对,为UTC的计算做出贡献。随着多种时间比对方法的发展,为保证国际时间比对链路的连续、稳定和可靠,国际权度局鼓励各守时实验室采用多种时间比对技术参与国际时间比对,满足UTC的计算需求。在第21届国际时间频率咨询委员会大会上,国际时频界的专家和学者建议将北斗系统时间比对技术应用于UTC的计算,与其他链路形成冗余备份,提高时间比对链路的稳定性和可靠性。因此,开展基于BDS-3系统的高精度时间比对及其应用是一项重要研究工作,也是推广北斗应用的重要支撑,特别是未来被国际权度局官方应用于国际时间比对,对提高我国北斗系统在国际时频领域中的应用具有重要意义。本文利用我国时间频率基准UTC（NTSC）系统中北斗非差无电离层组合测量数据和国际GNSS时间比对链路,开展BDS-3 PPP时间比对技术研究与应用分析。通过实测数据,对北斗时间比对中所涉及的关键技术进行模型改进和性能提升,并分析评估了改进后的模型精度。主要的研究工作和相关结论如下:（1）研究与分析了BDS-3共视、全视和PPP三种方法的高精度时间比对。阐述了在BDS-3高精度时间比对中所涉及的误差修正,利用实测数据分别从卫星、信号传播路径和测站有关的误差等方面进行了分析和评估;并使用GNSS模拟器分别对北斗卫星B1C、B2a、B1I和B3I四个频点时延进行绝对校准。结果表明,B1C、B2a、B1I和B3I频点时延的标准差分别为0.0334ns、0.0320ns、0.0571ns和0.0361ns,其中B2a频点的标准差最小;最后,基于上述三种时间比对方法,实现了不同守时实验室间的高精度时间比对。结果表明,在基于码伪距的共视和全视时间比对中,利用B1C和B2a无电离层组合的结果分别在短基线（基线长度≤10m）和长基线（基线长度≥1000km）比对的噪声均小于B1I和B2I以及B1I和B3I无电离层组合的结果。在两台接收机短基线同源比对方面,B1C和B2频点无电离层组合时差的标准差相对于BDS-2频点无电离层组合时差的标准差提升在30%以上;在长基线时间比对方面,利用B1C和B2a组合获得的中捷两国守时实验室比对时差的频率稳定度相对于BDS-2频点组合提升明显,特别是在短期稳定度方面提升均在35%以上。在BDS-3 PPP时间比对中,BDS-3与GPS PPP的短基线比对时差标准差结果相当,均优于0.1ns,且BDS-3略优于GPS。在长基线比对中,利用BDS-3PPP获得的中捷两守时实验室的比对时差与国际权度局基于GPS PPP链路获得的两地时差具有较好的一致性,且BDS-3相对于GPS的残差在±0.5ns以内。（2）利用IGS分析中心或本地监测的测站精密天顶对流层时延等信息,提出了顾及先验信息的BDS-3 PPP时间比对。分别基于天顶对流层时延信息、测站坐标信息和相位偏差信息,在残差矩阵中对相应的误差项利用先验信息进行修正,提高接收机钟差解算的精度。结果表明,在短基线比对中顾及先验信息计算得到的两接收机比对时差的标准差相对于未使用先验信息提高在20%以上;在长基线时间比对中,顾及先验天顶对流层时延信息和相位偏差信息获得的两守时实验室比对的时差相对于未使用先验信息在频率稳定度和时间方差均有所提高,且在平均时间为60秒处开始提高的较为明显。同时,在顾及本地先验天线坐标解算的两守时实验室比对时差方面,其时差的频率稳定度和时间方差相对于未使用先验坐标信息在短期内有所改善,且在后期改善有所降低。（3）在BDS-3 PPP解算中,利用卡尔曼估计中的状态协方差阵作为权因子,提出了基于状态协方差阵加权的BDS-3 PPP方法研究。针对接收机钟差单向滤波估计中,起始端部发散收敛较慢的现象,利用状态协方差阵加权,减少了起始端部数据发散现象,提高了BDS-3 PPP时间比对的精度。结果表明,在短基线时间比对方面,基于状态协方差阵加权解算的时差标准差为0.0517ns,相对于单向滤波估计结果的0.1243ns提升了58.41%;在长基线时间比对方面,利用不同守时实验室间基于状态协方差阵加权计算的两守时实验室间的比对时差的频率稳定度和时间方差均优于单向滤波估计的结果,且提升明显。（4）依托国内外守时实验室的BDS-3 PPP、GPS PPP和卫星双向时间比对链路,考虑到未来多时间比对技术的融合与互备应用趋势,开展BDS-3 PPP分别与GPS PPP和卫星双向时间比对融合技术研究。结果表明,BDS-3 PPP与其他时间比对链路融合算法解算的两地时差的短期稳定度显著提升。在BDS-3 PPP与卫星双向时间比对融合算法解算的两地时差相对于国际权度局基于GPS PPP与卫星双向时间比对融合算法发布的两地时差的残差在±0.2ns以内,提高了卫星双向时间比对的短期稳定度,且融合后解算的时差标准差相对于卫星双向和BDS-3 PPP比对时差分别提升35.43%和45.91%。同时,依托BDS-3国际时间比对网和国际上守时实验室的原子钟数据,开展基于BDS-3的联合原子时计算。利用卡尔曼滤波算法实现了不同守时实验室间基于BDS-3和GPS链路的铯钟、氢钟和氢铯联合计算的原子时应用研究。结果表明,在基于卡尔曼滤波算法中,实时改进链路和原子钟自身所带来噪声变化引起状态方程的估计,进一步保证了原子时计算的稳定度,且利用BDS-3链路计算的原子时的稳定度略优于GPS链路,其中利用铯钟计算的原子时和利用氢钟计算的原子时稳定度分别达到E-15/天和E-16/天的量级。