Galileo在轨卫星钟性能评估与分析
发布时间：2022-01-16 04:38
Galileo系统是目前大范围、常态化装配高精度、高性能星载氢原子钟的唯一卫星导航系统,对其卫星钟长期性能进行分析有助于对该系统的整体评估。首先,基于德国地学研究中心（GFZ）的精密钟差产品,通过最小二乘法拟合钟差数据计算了卫星钟的频率准确度和频率漂移率,采用重叠哈达玛方差讨论了卫星钟的频率稳定度,同时对Galileo卫星钟差模型拟合残差序列长期变化特点进行了分析和精度统计;然后,根据频谱分析的方法提取了卫星钟差的周期项;最后,使用Lag1自相关法识别了卫星钟的噪声类型。综合上述方法所得到的指标较为全面地评估了Galileo在轨卫星钟的性能,结果表明:Galileo卫星钟的频率准确度均值为1.79×10-11,日漂移率均值为1.46×10-14,万秒稳均值为1.32×10-14,模型拟合残差平均精度为0.102ns;Galileo卫星钟差序列周期特性显著,前三个主周期近似为其卫星轨道周期的0.5倍、1倍和0.33倍左右;不同平滑时间下Galileo卫星钟主要受调频白噪声、调频闪烁噪声和调频随机游走噪声的影响。
【文章来源】：中国惯性技术学报. 2020,28(01)北大核心EICSCD
【文章页数】：7 页
【部分图文】：
Galileo卫星钟钟差模型拟合残差序列Fig.4Clockoffsetsmodel’sfittingresidualsequenceofGalileosatelliteclocks051015epoch104-2-10FittingResid051015epoch104-1-0.50
-58-中国惯性技术学报第28卷3.5周期特性分析基于拟合残差序列，利用频谱分析[9]对Galileo卫星钟差进行周期特性分析。为了保证周期项提取的准确性和有效性，只提取每颗卫星钟差数据中前四个显著周期项，提取结果列入表2。图5为E01、E11、E36频谱分析的结果。(a)(b)(c)图5Galileo钟差数据频谱分析结果Fig.5SpectrumanalysisresultsofGalileoclockoffsetsdata结合表2和图5可以看出，Galileo卫星钟差数据存在显著的周期项，其第一、二主周期和第三主周期与其卫星轨道周期显著相关。Galileo卫星不论是IOV型还是FOC型，其卫星运行的轨道类型均为MEO，轨道周期为14.039h[11-12]。大部分卫星的第一、二主周期和第三主周期为7.03h、14.07h和4.69h，分别对应轨道周期的0.5倍、1倍和0.33倍，同时存在一个接近13h的主周期项。E07、E27和E13、E33卫星分别出现了18.5h和17.1h的周期项，该类周期项可能与其卫星钟自身的构造有关。表2Galileo卫星钟差数据周期项提取结果（周期项按照显著程度依次给出，h）Tab.2TheresultsofextractingperiodicitemsfromGalileoclockoffsetsdata(h)PRNT1T2T3T4E017.03614.1264.69912.973E0214.0937.0384.69912.973E0314.0767.0324.69412.973E0414.0937.0344.69412.973E057.03214.10912.9734.694E0714.0767.03418.46234.261E0814.0767.0344.69412.973E097.034.69414.07612.973E117.04212.9734.69814.143E1214.0857.0324.69812.973E137.0424.69814.08517.155E157.03214.0764.69913.483E197.03214.0854.69412.973E217.03214.0764.69913.0
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于粒子群优化核极限学习机的北斗超快速钟差预报[J]. 李文涛,边少锋,任青阳,梅长松,潘雄. 宇航学报. 2019(09)
[2]伽利略卫星导航系统的初步性能评估[J]. 张琳,曾子芳. 中国惯性技术学报. 2017(01)
[3]北斗卫星钟稳定性分析及噪声识别[J]. 罗璠,李建文,黄海,王世忠,周颖. 测绘科学技术学报. 2014(01)
博士论文
[1]导航卫星原子钟时频特性分析理论与方法研究[D]. 郭海荣.解放军信息工程大学 2006
本文编号：3591951
【文章来源】：中国惯性技术学报. 2020,28(01)北大核心EICSCD
【文章页数】：7 页
【部分图文】：
Galileo卫星钟钟差模型拟合残差序列Fig.4Clockoffsetsmodel’sfittingresidualsequenceofGalileosatelliteclocks051015epoch104-2-10FittingResid051015epoch104-1-0.50
-58-中国惯性技术学报第28卷3.5周期特性分析基于拟合残差序列，利用频谱分析[9]对Galileo卫星钟差进行周期特性分析。为了保证周期项提取的准确性和有效性，只提取每颗卫星钟差数据中前四个显著周期项，提取结果列入表2。图5为E01、E11、E36频谱分析的结果。(a)(b)(c)图5Galileo钟差数据频谱分析结果Fig.5SpectrumanalysisresultsofGalileoclockoffsetsdata结合表2和图5可以看出，Galileo卫星钟差数据存在显著的周期项，其第一、二主周期和第三主周期与其卫星轨道周期显著相关。Galileo卫星不论是IOV型还是FOC型，其卫星运行的轨道类型均为MEO，轨道周期为14.039h[11-12]。大部分卫星的第一、二主周期和第三主周期为7.03h、14.07h和4.69h，分别对应轨道周期的0.5倍、1倍和0.33倍，同时存在一个接近13h的主周期项。E07、E27和E13、E33卫星分别出现了18.5h和17.1h的周期项，该类周期项可能与其卫星钟自身的构造有关。表2Galileo卫星钟差数据周期项提取结果（周期项按照显著程度依次给出，h）Tab.2TheresultsofextractingperiodicitemsfromGalileoclockoffsetsdata(h)PRNT1T2T3T4E017.03614.1264.69912.973E0214.0937.0384.69912.973E0314.0767.0324.69412.973E0414.0937.0344.69412.973E057.03214.10912.9734.694E0714.0767.03418.46234.261E0814.0767.0344.69412.973E097.034.69414.07612.973E117.04212.9734.69814.143E1214.0857.0324.69812.973E137.0424.69814.08517.155E157.03214.0764.69913.483E197.03214.0854.69412.973E217.03214.0764.69913.0
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于粒子群优化核极限学习机的北斗超快速钟差预报[J]. 李文涛,边少锋,任青阳,梅长松,潘雄. 宇航学报. 2019(09)
[2]伽利略卫星导航系统的初步性能评估[J]. 张琳,曾子芳. 中国惯性技术学报. 2017(01)
[3]北斗卫星钟稳定性分析及噪声识别[J]. 罗璠,李建文,黄海,王世忠,周颖. 测绘科学技术学报. 2014(01)
博士论文
[1]导航卫星原子钟时频特性分析理论与方法研究[D]. 郭海荣.解放军信息工程大学 2006
本文编号：3591951
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/wltx/3591951.html
