BDS星载原子钟长期性能分析

北斗卫星导航系统（BDS）于2012年底开始提供区域服务，进行BDS星载原子钟的长期性能分析，对于系统性能的评估、卫星钟差的确定与预报等具有重要的作用。本文基于3年的多星定轨联合解算的BDS精密卫星钟数据，利用改进的中位数方法进行数据预处理，分析了卫星钟差数据的特点，使用卫星钟差二次多项式拟合模型分析了卫星钟的相位、频率、频漂及钟差模型噪声的长期变化特性，根据频谱分析的方法分析了卫星钟差的周期特性，采用重叠哈达玛方差计算并讨论了卫星钟的频率稳定性。综合上述方法及其试验结果较为全面地分析和评估了BDS星载原子钟的长期性能，得到结论：在噪声特性和钟漂特性方面，MEO卫星钟的性能最好，其次是IGSO...

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Published in:Ce hui xue bao 2017-02, Vol.46 (2), p.157-169
Main Author: 王宇谱 吕志平 王宁
Format: Article
Language:chi ; eng
Subjects:
BDS卫星钟
Clocks & watches
MGEX钟产品
Noise
Noise levels
周期特性
钟模型
频率稳定性
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Description
Summary:北斗卫星导航系统（BDS）于2012年底开始提供区域服务，进行BDS星载原子钟的长期性能分析，对于系统性能的评估、卫星钟差的确定与预报等具有重要的作用。本文基于3年的多星定轨联合解算的BDS精密卫星钟数据，利用改进的中位数方法进行数据预处理，分析了卫星钟差数据的特点，使用卫星钟差二次多项式拟合模型分析了卫星钟的相位、频率、频漂及钟差模型噪声的长期变化特性，根据频谱分析的方法分析了卫星钟差的周期特性，采用重叠哈达玛方差计算并讨论了卫星钟的频率稳定性。综合上述方法及其试验结果较为全面地分析和评估了BDS星载原子钟的长期性能，得到结论：在噪声特性和钟漂特性方面，MEO卫星钟的性能最好，其次是IGSO卫星钟，最差的是GEO卫星钟，所有卫星钟噪声水平和频漂的均值分别为0.677 ns和1.922×10-18；多星定轨条件下的北斗卫星钟差存在显著的周期项，其主周期分别近似为对应卫星轨道周期的1/2倍或1倍；BDS星载原子钟频率稳定度的平均值为1.484×10-13。
ISSN:1001-1595
1001-1595
DOI:10.11947/j.AGCS.2017.20160369