BDS-3卫星钟差特性分析

发布时间：2021-11-14 12:29

　　北斗全球导航卫星系统（简称北斗三号系统,BDS-3）载有高精度的国产新型铷钟和被动型氢原子钟,相比于北斗二号系统（BDS-2）,其性能得到了极大的提升。为了分析BDS-3卫星钟的性能,首先采用中国矿业大学北斗数据处理与分析中心定轨软件估计了BDS-3的卫星钟差,其重叠弧段标准差精度优于1 ns。然后针对常用卫星钟差异常值探测方法的缺点,改进了Baarda粗差探测法,使其能够有效地处理北斗卫星钟差数据中存在的粗差、钟跳等异常值。最后采用处理后的钟差数据,分析了北斗卫星钟差的周期特性和频率稳定性。结果表明,加入两个周期项后,拟合残差序列更加稳定,拟合精度得到了很大的提升;BDS-3卫星的频率稳定性和BDS-2相比,提升了20.85%～75.09%;北斗中圆地球轨道（medium earth orbit, MEO）卫星的频率稳定性要优于倾斜地球同步轨道（inclined geosynchronous orbit,IGSO）卫星;氢原子钟频率稳定性高于铷原子钟40.16%～65.60%,且氢原子钟的长期稳定性要明显优于铷原子钟。 

【文章来源】：武汉大学学报(信息科学版). 2020,45(01)北大核心EICSCD

【文章页数】：9 页

【部分图文】：

BDS‐3卫星跟踪情况

图1 BDS‐3卫星跟踪情况图3和表2统计了BDS‐3卫星钟差重叠弧段的均方根误差（root mean square,RMS）和标准差（standard deviation,STD）。从图3和表2中可以发现，STD和RMS的精度相近，这说明连续两次定轨过程中不存在明显的系统性误差，而且大部分钟差精度优于1 ns。其中IGSO卫星的钟差精度优于MEO卫星，主要原因可能是iG‐MAS测站分布不均匀，MEO卫星的观测弧段较少。

图3和表2统计了BDS‐3卫星钟差重叠弧段的均方根误差（root mean square,RMS）和标准差（standard deviation,STD）。从图3和表2中可以发现，STD和RMS的精度相近，这说明连续两次定轨过程中不存在明显的系统性误差，而且大部分钟差精度优于1 ns。其中IGSO卫星的钟差精度优于MEO卫星，主要原因可能是iG‐MAS测站分布不均匀，MEO卫星的观测弧段较少。2 卫星钟差数据预处理

【参考文献】：
期刊论文
[1]北斗三号试验卫星的钟差评估及预报[J]. 毛亚,王潜心,胡超,张铭彬,陈雄川.  天文学报. 2018(01)
[2]BDS星载原子钟频率稳定性分析[J]. 王宁,王宇谱,李林阳,翟树峰,吕志平.  武汉大学学报(信息科学版). 2017(09)
[3]北斗在轨卫星钟中长期钟差特性分析[J]. 黄观文,余航,郭海荣,张菊清,付文举,田婕.  武汉大学学报(信息科学版). 2017(07)
[4]一种北斗二代卫星钟差的数据质量控制方法[J]. 田婕,黄观文,王利,张勤,刘五杰.  大地测量与地球动力学. 2017(02)
[5]北斗新一代试验卫星星钟及轨道精度初步分析[J]. 陈金平,胡小工,唐成盼,周善石,郭睿,潘军洋,李冉,朱陵凤.  中国科学:物理学 力学 天文学. 2016(11)
[6]第三代卫星导航定位系统星载原子钟的新发展[J]. 翟造成,杨佩红.  天文学进展. 2008(04)

博士论文
[1]北斗卫星导航系统性能评估理论与试验验证[D]. 胡志刚.武汉大学 2013
[2]GNSS星载原子钟质量评价及精密钟差算法研究[D]. 黄观文.长安大学 2012



本文编号：3494640