北斗系统星载原子钟周期性波动的频谱分析校正方法*
2021-10-10李骁逸于美婷孙广富
国防科技大学学报 2021年5期
关键词:系统
李骁逸,龚 航,彭 竞,于美婷,孙广富
(国防科技大学 电子科学学院, 湖南 长沙 410073)
系统时间基准是卫星定位系统实现定位功能的前提。目前北斗卫星导航系统(简称北斗三号系统,BDS-3)的系统时间基准由地面站原子钟通过综合原子时算法计算生成。一旦地面站出现异常,系统时间基准的生成就会中断。为了保证系统时间基准的稳定可靠,必须降低对地面站的依赖。
北斗卫星导航系统卫星载有高精度的国产新型铷钟和被动型氢原子钟。根据北斗三号系统卫星数目及单个卫星星载原子钟数目可知,北斗三号系统星载原子钟总数已经超过100颗。大量的星载原子钟为北斗三号系统时间基准生成计算摆脱对地依赖提供了可能。将星载原子钟逐步纳入系统时间基准的计算,最终实现完全基于星载原子钟的系统时间基准生成是卫星定位系统时间基准生成的发展方向。
由于受到太空环境的影响,星载原子钟进入轨道后的实际性能与地面钟存在较大差距。目前已有的研究探明了卫星原子钟性能受到太空环境负面影响的主要表现为钟差数据中的周期性波动[1-3]。Kenneth等指出星载原子钟钟差数据中存在的周期性波动与卫星的轨道周期有一定一致性但又未严格符合,同时还与日食周期、测量性能等多种因素相关[4]。对于北斗二号(BDS-2)卫星星载原子钟钟差数据的研究表明,不同的原子钟对工作环境的敏感程度不同,由此导致其钟差数据受到环境干扰而产生周期性波动时,其周期性波动的周期和幅度都各不相同[5-7]。……
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