北斗三号星座拟稳钟差测定及其预报

• Published in: Ce hui xue bao Vol. 50; no. 12; pp. 1728 - 1737
• Main Authors: 杨宇飞, 杨元喜, 陈金平, 唐成盼, 李冲, 郭海荣, 杨建华, 刘金获, 杨斌
• Format: Journal Article
• Language: Chinese; English
• Published: Beijing Surveying and Mapping Press 01.12.2021; 北京卫星导航中心,北京100094%地理信息工程国家重点实验室,陕西西安710054; 西安测绘研究所,陕西西安710054%中国科学院上海天文台,上海200030
• Subjects: Atomic clocks; Bias; Clocks & watches; Deviation; Error analysis; Extremely high frequencies; Frequency standards; Ground stations; Hydrogen masers; Intersatellite communications; Predictions; Rubidium; Satellite communications; Satellite constellations; Satellite orbits; Satellites; 北斗三号;原子钟;星间链路;拟稳;频率稳定性;钟差
• ISSN: 1001-1595; 1001-1595
• DOI: 10.11947/j.AGCS.2021.20210084

北斗三号卫星搭载了Ka波段星间链路载荷，可实现卫星之间的测距与通信。将星座内所有卫星的原子钟视为一个钟组，利用星间双向观测实时测量钟组内部时差，选取部分较为稳定的钟作为基准钟，可以建立星座拟稳原子时，得到各卫星的星座拟稳钟差，再通过少量链路向BDT溯源，即可最终得到卫星相对于BDT的钟差。以星座拟稳时间为观测量进行星载原子钟性能及钟差预报精度分析，可以避免卫星轨道误差对于钟差的影响，得到更加真实可靠的分析结果。试验结果表明：北斗三号星载原子钟，尤其是氢原子钟，具有良好的稳定性，MEO卫星氢原子钟天稳哈达马方差为3.5E-15，IGSO卫星氢原子钟为2.8E-15，铷原子钟为8.2E-15；星座拟稳钟差1 h预报误差RMS约为0.1 ns，可有效分离钟差预报误差和时间溯源误差，使北斗三号空间信号精度达到甚至优于15 cm。显然，星间链路的巨大潜力有待进一步挖掘。