BDS卫星钟时频特性分析研究
2021-06-19张健铤张晓博李忠华
张健铤,张晓博,董 哲,李忠华
(1.北京卫星导航中心,北京 100094;2.中国科学院精密测量科学与技术创新研究院 大地测量与地球动力学国家重点实验室,武汉 430071)
0 引言
基于国家安全和经济社会发展需要,我国自主独立建设了北斗卫星导航系统(BeiDou navigation satellite system, BDS),BDS也是继全球定位系统(global positioning system, GPS)、格洛纳斯卫星导航系统(global navigation satellite system,GLONASS)之后的第三个成熟的卫星导航系统[1]。BDS包含地球静止轨道(geostationary Earth orbit,GEO)、倾斜轨道(inclined geosynchronous orbit, IGSO)和中圆地球轨道(medium Earth orbit,MEO)三种不同轨道的卫星。BDS搭载了我国自主研发的高精度小型原子钟,其中北斗卫星导航(区域)系统即北斗二号(BeiDou navigationsatellite (regional) system, BDS-2)搭载的卫星钟,均为国产铷原子钟,北斗三号全球卫星导航系统(BeiDou-3 navigation satellite system, BDS-3)搭载的卫星钟,为国产铷原子钟和国产新型氢原子钟。由于卫星所处的高度、运动状态以及环境存在差异,使得不同轨道的卫星钟性能表现出不同的变化特征[2]。与卫星广播星历相比,高精度的精密卫星钟钟差,更能满足在轨卫星钟钟差特性分析的需要。因此,为了改善BDS的服务能力,有必要根据 BDS的卫星轨道特征和原子钟的物理特性,对BDS卫星钟钟差的特性进行分析[1]。
卫星钟差与轨道密切相关,卫星钟差会吸收轨道径向的误差,因此卫星钟差数据中会呈现出一定的周期特性[3-4]。诸多学者对BDS卫星钟差的周期特性进行了深入研究,如文献[5]研究了 BDS GEO卫星钟差的周期特性,发现其周期分别为24、12、8、6 h;文献[6]基于近一年的钟差数据,全面分析了BDS卫星钟差数据的周期特性,发现BDS GEO卫星钟差的三个主周期依次为12、24和8 h,IGSO卫星钟差的三个主周期依次为24、12和8 h,MEO卫星钟差的三个主周期依次为 12.91、6.44和24 h;……
