本文關(guān)鍵詞：北斗新一代試驗(yàn)衛(wèi)星星鐘及軌道精度初步分析

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【摘要】：北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)新一代試驗(yàn)衛(wèi)星星座由2顆高軌傾斜地球同步軌道衛(wèi)星和3顆中軌地球軌道衛(wèi)星組成,2016年2月全部發(fā)射入軌,其任務(wù)是驗(yàn)證北斗系統(tǒng)從目前區(qū)域?qū)Ш蕉ㄎ皇跁r(shí)服務(wù)走向全球服務(wù)的新技術(shù)體制設(shè)計(jì)及指標(biāo)性能.導(dǎo)航衛(wèi)星星載原子鐘是最重要載荷之一,負(fù)責(zé)星上時(shí)間頻率基準(zhǔn)信號(hào)維持和產(chǎn)生,本文利用星地雙向時(shí)頻傳遞設(shè)備觀測(cè)的星地鐘差數(shù)據(jù),評(píng)估了試驗(yàn)星配置的新型高精度銣鐘和被動(dòng)型氫鐘的實(shí)際性能,定量比較了相對(duì)于北斗區(qū)域系統(tǒng)衛(wèi)星鐘的性能提升.結(jié)果表明新一代試驗(yàn)星與北斗區(qū)域系統(tǒng)衛(wèi)星鐘差預(yù)報(bào)精度相比較有較大提高,地球傾斜靜止衛(wèi)星(Inclined Geosynchronous Orbit,IGSO)短期預(yù)報(bào)誤差從0.65ns減小到0.30ns,中軌道衛(wèi)星(Medium Orbit,MEO)短期預(yù)報(bào)誤差從0.78ns減小到0.32ns,IGSO/MEO衛(wèi)星中期預(yù)報(bào)誤差均從2.50ns減小到約1.50ns.星間鏈路(Inter-Satellite Link,ISL)是北斗全球系統(tǒng)最重要的技術(shù)體制設(shè)計(jì)之一,本文評(píng)估了試驗(yàn)衛(wèi)星實(shí)現(xiàn)的星間偽距測(cè)量對(duì)提升空間信號(hào)精度,即軌道和鐘差的貢獻(xiàn),得到在地面監(jiān)測(cè)網(wǎng)無法連續(xù)覆蓋到的境外弧段,高精度星間鏈路測(cè)量對(duì)軌道確定和鐘差測(cè)定精度的提升尤為明顯.加入星間偽距測(cè)量,MEO衛(wèi)星重新入境時(shí)鐘差預(yù)報(bào)誤差由3ns減小至1ns以內(nèi).采用星地星間聯(lián)合定軌方法估計(jì)的衛(wèi)星軌道徑向重疊弧段互差優(yōu)于0.1m,三維位置重疊互差優(yōu)于0.5m,預(yù)報(bào)24h徑向重疊弧段互差優(yōu)于0.2m,三維位置重疊互差優(yōu)于1m,均較區(qū)域監(jiān)測(cè)網(wǎng)L波段定軌結(jié)果有較大提升.為解決多星定軌處理時(shí)衛(wèi)星鐘差與軌道高度耦合問題,本文提出了衛(wèi)星鐘差半約束模式定軌處理方法.用戶等效距離誤差分析結(jié)果表明采用衛(wèi)星鐘差半約束的定軌模式,衛(wèi)星軌道預(yù)報(bào)4h用戶等效距離誤差由1.04m減小至0.82m.
【作者單位】： 北京衛(wèi)星導(dǎo)航中心;中國(guó)科學(xué)院上海天文臺(tái);上海市定位與導(dǎo)航重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室;中國(guó)科學(xué)院大學(xué);
【關(guān)鍵詞】： 北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng) 星載原子鐘 星間鏈路 衛(wèi)星鐘差 衛(wèi)星定軌 空間信號(hào)精度 星地雙向時(shí)頻傳遞
【基金】：國(guó)家自然科學(xué)基金(編號(hào):41374038,41574029) 上海市定位與導(dǎo)航重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室和中國(guó)科學(xué)院青年創(chuàng)新促進(jìn)會(huì)(編號(hào):2016242)資助項(xiàng)目
【分類號(hào)】：TN967.1
【正文快照】： 1引言 北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)(B e i d o u N a v i g a t i o n S a t e l l i t e S y st e m,B D S)于2 0 1 2年完成了由5顆地球靜止衛(wèi)星(G e o s y nc h r o n o u s O r b i t,G E O)、5顆地球傾斜靜止衛(wèi)星(I n c l i n e d G e o s y n c h r o n o u s O r b i t,I G S O)

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