基于Ka星间链路的时间同步方法研究

发布时间：2020-05-19 11:20

【摘要】：随着航天技术的不断发展,人类对科学的探索研究从地面延伸至深空,空间站、空间飞行器等各类航天器的数量日益增多,航天器的精密定轨和精密测量等工作需要更高精度的时间基准作为支撑,高精度时间传递及同步技术成为高精度时频基准在空间科学技术应用中的瓶颈。研究更高精度的时间同步方法,有助于实现航天器用户的高精度授时需求,可为我国构建天空地一体化的时间同步网络提供技术积累。本文主要针对空间航天器用户之间的时间同步方法展开研究,主要内容如下:(1)研究了基于Ka星间链路的空间用户之间的时间同步方法,针对星间链路双向时间同步过程中的测量误差展开分析,其中运动时延误差对时间同步精度的影响最大,可以达到微秒量级。(2)由于Ka链路需要通过伪距历元归算获得同一测量时刻的双向伪距,本文研究了拉格朗日插值法和幂多项式拟合法,两种伪距历元归算方法,并利用仿真数据对两种方法的伪距历元归算精度进行了分析,比较了两种历元归算方法的优缺点。(3)本文提出了一种基于单点伪距归算的运动时延修正方法,该方法仅需时间同步双方其中一方的运动速度及双方的位置信息,即可对运动时延误差进行修正,其优势在于,使双向时间同步精度不受速度精度较差一方的速度误差的影响。(4)通过仿真实验,在不同的应用场景下,对基于单点伪距归算运动时延误差修正算法进行了验证。利用北斗三号卫星与西安Ka地面站之间的星间链路实测数据对本文提出的运动时延修正算法进行了验证,利用该算法修正后实现的星地时间同步精度优于0.1ns;验证了通过北斗广播星历计算的卫星速度可以使基于单点伪距归算运动时延修正达到优于0.01ns的精度。
【图文】：

坐标系旋转变换示意图

不同高度角下电离层时延
【学位授予单位】：中国科学院大学(中国科学院国家授时中心)
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：V52;TP301.6

【参考文献】

相关期刊论文 前6条

1 李瑞锋;王元明;;星地双向时间同步技术在COMPASS中的应用[J];武汉大学学报(信息科学版);2013年07期

2 王毅;帅涛;尚琳;刘国华;李国通;;基于星间链路的导航星座自主时间同步算法设计[J];遥测遥控;2013年03期

3 刘晓刚;张丽萍;陈军;赵润;;星地无线电双向时间比对法误差源分析[J];测绘科学;2011年04期

4 黄波;胡修林;;北斗2导航卫星星间测距与时间同步技术[J];宇航学报;2011年06期

5 王威;魏立栋;范国清;;星地距离变化对星地双向时间比对的影响及改正[J];国防科技大学学报;2010年02期

6 黄飞江;卢晓春;吴海涛;边玉敬;;基于星间距离变化的动态双向时间同步算法[J];武汉大学学报(信息科学版);2010年01期

相关会议论文 前2条

1 曹月玲;胡小工;吴斌;;卫星天线相位中心改正模型对卫星精密定轨的影响[A];第一届中国卫星导航学术年会论文集（中）[C];2010年

2 达道安;杨亚天;;北斗导航卫星钟相对论效应误差的理论研究[A];2005年全国时间频率学术交流会文集[C];2005年

相关硕士学位论文 前10条

1 刘宸;GNSS导航电离层模型精化研究[D];解放军信息工程大学;2017年

2 温娜;基于精密星历的GPS相对定位算法设计与实现[D];西安电子科技大学;2015年

3 王天;北斗卫星导航系统授时性能评估研究[D];长安大学;2014年

4 田英国;低轨卫星精密定轨数据处理方法研究[D];解放军信息工程大学;2014年

5 方琳;基于双向星间链路的自主时间同步仿真分析[D];中国科学院研究生院（国家授时中心）;2013年

6 李晓波;GNSS天线相位中心改正模型的建立[D];中国地震局地震预测研究所;2013年

7 王永海;CGCS2000的启用对天文定位定向的影响研究[D];解放军信息工程大学;2013年

8 鹿智萃;卫星自主定轨中摄动力模型及插值方法研究[D];华中科技大学;2012年

9 徐志乾;导航星座星间链路收发信机时延测量与标校技术研究[D];国防科学技术大学;2011年

10 袁玉斌;GPS精密单点定位算法与大气延迟改正研究[D];中国测绘科学研究院;2010年

，

本文编号：2670815