秦晓伟，孙云峰，杜二旺，王国永

星载原子钟频率跳变检测方法仿真分析研究

秦晓伟，孙云峰，杜二旺，王国永

（中国空间技术研究院 西安分院，西安 710000）

卫星导航系统中原子钟的频率跳变直接影响着导航、定位、授时的精度，因此，有必要研究具有实时性、准确性的频率跳变检测方法。首先，通过仿真分析比较基于Kalman滤波器的频率跳变检测方法和基于最小二乘拟合频率跳变检测方法的优缺点，然后结合卫星导航系统中频率跳变检测实时性、准确性的要求，分析、讨论两类检测算法的适用性和可行性。其仿真分析结果表示，单次测量误差信号的差分法可以有效地降低频率跳变检测过程中的误警率，同时提高检测能力；基于Kalman滤波器的频率跳变检测方法能够实时、精确地检测频率跳变，而基于最小二乘拟合的频率跳变检测方法的检测精度很大程度依赖于多项式模型拟合的精度，多项式模型拟合的精度是频率测量值样本数的函数，频率测量值样本越大，多项式拟合模型的精度越高，同时基于最小二乘拟合的频率跳变检测方法的检测能力与判据器的长度有关。因此，基于Kalman滤波器的频率跳变检测方法更适合导航卫星系统中原子钟频率跳变的快速、准确的检测。

频率跳变；卫星导航；Kalman滤波器；最小二乘法

0 引言

在卫星导航系统中，星载原子钟信号的连续性、稳定性直接影响着导航、定位和授时的精度。由于星载原子钟工作环境的变化、空间辐照、老化以及内部的不稳定等因素的影响，导致原子钟输出信号的频率中可能出现异常扰动[1-3]。……