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星地时间比对大气误差修正及其影响因素分析

王荣 白燕 赵家奇 郭燕铭 陈晓锋

王荣, 白燕, 赵家奇, 郭燕铭, 陈晓锋. 星地时间比对大气误差修正及其影响因素分析[J]. 全球定位系统, 2023, 48(2): 111-119. doi: 10.12265/j.gnss.2022187
引用本文: 王荣, 白燕, 赵家奇, 郭燕铭, 陈晓锋. 星地时间比对大气误差修正及其影响因素分析[J]. 全球定位系统, 2023, 48(2): 111-119. doi: 10.12265/j.gnss.2022187
WANG Rong, BAI Yan, ZHAO Jiaqi, GUO Yanming, CHEN Xiaofeng. Analysis of atmospheric error correction in satellite-ground time comparison and its influencing factors[J]. GNSS World of China, 2023, 48(2): 111-119. doi: 10.12265/j.gnss.2022187
Citation: WANG Rong, BAI Yan, ZHAO Jiaqi, GUO Yanming, CHEN Xiaofeng. Analysis of atmospheric error correction in satellite-ground time comparison and its influencing factors[J]. GNSS World of China, 2023, 48(2): 111-119. doi: 10.12265/j.gnss.2022187

星地时间比对大气误差修正及其影响因素分析

doi: 10.12265/j.gnss.2022187
基金项目: 国家自然科学基金(11873009)
详细信息
    作者简介:

    王荣:(1995-),女,硕士,主要从事星间链路等方面的研究

    白燕:(1975—),女,博士,研究员,研究方向为星间链路技术以及高精度的时间传递

    赵家奇:(1985-),男,博士后,研究方向为基于GNSS的电离层、对流层探测及大气折射修正

    通讯作者:

    白 燕Email:by@ntsc.ac.cn

  • 中图分类号: P228.4

Analysis of atmospheric error correction in satellite-ground time comparison and its influencing factors

  • 摘要: 由于空间环境较为复杂,大气对无线电微波信号的影响是星地高精度时间比对的主要误差源之一. 针对星地高精度时间比对的需求,研究了双向测量体制下的电离层误差修正方法及对流层色散延迟修正方法,对影响大气误差修正的主要因素展开了讨论,并对不同场景下大气误差修正情况及星地时间比对结果进行了仿真分析. 仿真结果表明:当卫星姿态误差控制在100 as以内、相位中心标定误差控制在5 mm以内、精密定轨误差控制在30 cm以内时,通过相应的误差修正算法修正后,电离层误差残差的RMS值小于0.006 ps,对流层误差残差的RMS值小于0.06 ps,星地时间比对精度优于皮秒量级.

     

  • 图  1  电离层误差模拟流程图

    图  2  对流层折射误差模拟流程图

    图  3  不同姿态误差的大气误差残差

    图  4  不同相位中心标定误差的大气误差残差

    图  5  不同精密定轨误差的大气误差残差

    图  6  双向大气误差

    图  7  大气修正误差

    图  8  综合误差时的双向时间比对精度

    表  1  不同姿态误差下的星地时间比对精度

    姿态
    误差/as
    相位中心标定
    误差/mm
    精密定轨
    误差/cm
    时间比对
    精度/ps
    501100.214 26
    601100.213 45
    701100.212 17
    801100.212 25
    901100.213 22
    1001100.213 06
    下载: 导出CSV

    表  2  不同相位中心标定误差下的星地时间比对精度

    姿态
    误差/as
    相位中心标定
    误差/mm
    精密定轨
    误差/cm
    时间比对
    精度/ps
    720.5100.201 60
    721.0100.213 39
    721.5100.238 42
    722.0100.269 14
    723.0100.339 73
    725.0100.508 59
    下载: 导出CSV

    表  3  不同轨道位置误差下的星地时间比对精度

    姿态
    误差/as
    相位中心标定
    误差/mm
    精密定轨
    误差/cm
    噪声
    误差/cm
    时间比对
    精度/ps
    721.020.20.216 21
    721.050.20.211 95
    721.0100.20.214 02
    721.0150.20.217 54
    721.0200.20.217 01
    721.0300.20.214 29
    721.0302.01.946 36
    下载: 导出CSV
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出版历程
  • 收稿日期:  2022-10-17
  • 网络出版日期:  2023-05-08

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