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卫星双向时间传递中的卫星运动误差研究

周必磊  方宝东  尤伟  
【摘要】:我国自主卫星导航系统使用卫星双向时间传递实现远距离地面监测站间的时间同步。该技术目前在国外已获得亚纳秒量级的时间传递精度,是主流时间传递技术中精度最高的一种技术,其误差主要来自于双向信号传播路径的不对称。其中,转发卫星的运动是造成不对称的因素之一。本文针对转发卫星运动所引入的误差进行研究,首先推导了卫星双向时间传递中的卫星运动误差公式,并利用两行轨道根数(TLE)对目前在轨的几颗地球同步轨道卫星(GEO)的运动进行了计算,在此基础上对几个地面站间时间传递的卫星运动误差进行了仿真。仿真结果显示,由于GEO卫星的受摄运动,所导致的卫星运动误差较小可达到数百皮秒,对于亚纳秒级精度的卫星双向时间传递而言不可忽略。同时,由于卫星的运动规律呈现周日特性,导致在一天中的不同时刻进行的卫星双向时间传递操作将产生不同大小的卫星运动误差。该结论对于揭示卫星双向时间传递的误差特性、进一步提高我国卫星导航系统的时间同步精度有重要意义。

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