无线电时间比对中的时标偏差影响分析

结合星地无线电双向时间比对基本原理及模型,从机理和特性上分析了时标偏差对星地双向时间比对精度的影响,并利用实测的GEO、IGSO和MEO卫星星地双向时间比对测距值,计算比较了时标偏差对三类卫星的星地双向时间比对结果影响量级。结果表明:时标偏差影响主要体现在伪距变率项和伪距径向加速度项,当时标偏差不大于1 s时,伪距径向加速度项引起的影响可以忽略,1 s时标偏差导致的星地钟差偏差等于伪距变率的1/2;对于不同类型卫星而言,时标偏差对星地双向时间比对结果的影响不同,卫星运动速度越快,时标偏差导致的星地双向时间比对精度降低程度越大。

相位中心偏差对无线电时间比对的影响分析

针对卫星发射天线相位中心、卫星接收天线相位中心与卫星质心三者不重合问题,推导了基于卫星姿态的卫星天线相位中心改正计算模型,利用实测数据分析了该改正项对GEO、IGSO和MEO这3类卫星星地无线电双向时间比对结果的影响。结果表明,在纳秒量级的无线电时间比对中,该误差项不需要特别考虑;在高于纳秒量级的无线电时间比对中,必须严格计算卫星发射与接收天线相位中心相对于卫星质心的改正项。

星地无线电双向法时间比对中Sagnac效应的计算

根据星地无线电双向法进行时间比对的基本原理,详细介绍了Sagnac效应产生的原因。并以同步轨道卫星为例,推导了星地无线电双向法时间比对中Sagnac效应的基本计算模型,给出了当地面站在赤道上和不在赤道上这两种情况下Sagnac效应的详细计算过程。

星地无线电双向时间比对法误差源分析

本文简要介绍了星地无线电双向时间比对法的基本原理,给出其地心惯性系中计算模型,分析了各种误差源对星地间相对钟差的影响,计算了在几种计算精度下卫星和地面站位置和速度误差所需要达到的精度。结果表明:影响星地无线电双向法精度的主要误差源为设备时延误差和电离层延迟误差,而由于卫星和地面站位置不准确引起的误差相对较小;对于电离层时延、设备时延等与信号传播频率有关的时延项,并不能通过差分完全消除它的影响,还需要通过其改正模型来对它的影响进行改正;对于目前时间比对法各误差源的精度量级,星地无线电双向法的理论精度也仅能达到约几百个皮秒的量级。

一种星间设备系统偏差的标定方法

针对Ka波段测距体制中星间测距设备系统偏差标定困难从而影响自主导航精度的问题,提出用星地无线电双向时间比对的方法标定星间设备系统偏差。通过两条星地双向链路并在这两颗卫星间建立一条星间双向链路进行标定。结果表明:该方法能够标定星间设备系统偏差,其RMS优于1ns,从而起到提高星间时间同步精度的目的。