北斗廣播電文鐘差模型精度評估及改善策略

作者：鞏秀強,袁俊軍,胡小工,王彬,陳俊平,周善石

摘要：星載原子鐘是北斗衛星導航系統(BDS)的核心設備,其鐘差模型是北斗廣播電文的重要組成部分,模型精度直接影響BDS的服務性能。本文采用星地雙向時頻傳遞(TWSTF)鐘差測量為參考,評估了BDS廣播電文鐘差模型精度,結果表明BDS廣播電文鐘差模型精度優于2 ns(數據齡期小于12 h)。針對BDS廣播電文鐘差參數解算問題,結合BDS地面段的鐘差模型解算策略,本文提出進一步提升精度的多種策略。對于1 h時長的短期預報,本文提出加權線性模型與混合區間線性模型的鐘差擬合預報方法,短期預報精度可提高20%以上;對于預報時長大于6 h的中長期預報,本文采用譜分析鐘差時間序列,并根據譜分析結果構造預報模型,與簡單的二次多項式模型預報相比,預報6 h精度提高13%,預報12 h平均提高了21%;對于IGSO/MEO衛星,本文提出將TWSTF的設備時延值作為參數估算,使鐘差模型在設備切換后精度提高18%。最后,利用本文提出的改進策略對2017年1月—6月的鐘差數據重新處理,獲得了新的廣播電文鐘差模型時間序列。利用新的廣播電文鐘差模型進行北斗監測接收機定位,結果表明,N、E、U 3個方向精度分別提高14.22%、29.39%、14.91%,顯著提升了BDS廣播電文鐘差服務性能。

發文機構：中國科學院上海天文臺

關鍵詞：BDS廣播電文鐘差TWSTF精度評估譜分析精度提升BDSbroadcast ephemeris clock errorTWSTFaccuracy assessmentspectral analysisaccuracy improvement

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