科技成果
成果名称: 基于卫星双向时间传递技术的星座自主时间同步与测定轨
成果登记号: 9612021Y0830
第一完成单位: 中国科学院国家授时中心
联 系 人: 曹芬
成果类型: 应用技术
成果体现形式 : 新技术
技术领域: 航空航天
应用行业: 科学研究和技术服务业
成果简介:
随着卫星导航、飞行器编队等航天活动的深入开展,对星座自主时间同步和自主定轨产生了重大需求。
项目开展了星间双向时间同步方法的研究,并开展了星座自主时间同步和定轨的仿真计算和分析。
项目研究成果对发展我国卫星导航系统具有重要意义。
项目的主要研究内容: (1)分析了卫星运动的双向时间传递影响规律,并用双向卫星时间频率传递系统观测小倾角的IGSO卫星。
基于实测数据,对卫星运动对双向时间传递的影响规律进行验证。
(2)基于IGS系统开展星座自主时间同步和定轨的仿真计算。
首先可基于IGS系统的精密轨道和星钟差,产生星间仿真的测距数据;然后使用一天的精密轨道和钟差进行预报,并用星间测距数据对轨道进行改进。
基于这种思路,得到自主时间同步和定轨结果,并与IGS的精密轨道和钟差进行比较和分析。
(3)推导了星间双向时间同步归算算法和公式。
项目建成了半实物仿真平台,并开展了星间链路定轨和时间同步仿真试验研究。
项目关键技术的科学性 、先进性和创新性: (1)在失去地面站支持时刻后,提出基于该时刻前的精密轨道做预报,并用星间测距数据对预报轨道进行改进的方法,实现星座自主定轨。
并在实际的仿真计算中,给出了轨道改进是否有效的判据; (2)在国际上首次开展了IGSO卫星TWSTFT时间同步的实证性研究工作。
项目研究成果: (1)卫星运动对双向时间同步影响规律的实证性研究工作 为了研究地固系下卫星运动对双向卫星时间频率传递的影响,使用轨道倾角为2.2度的 小倾角IGSO卫星,在相距2000多公里的临潼和乌鲁木齐之间进行了试验。
分析表明:由于卫星运动引起的路径不对称呈现周日变化,变化幅度为亚纳秒量级。
(2)基于IGS的导航星座自主时间同步和定轨仿真计算 导航卫星自主定轨和时间同步,对于提高导航系统的生存能力非常重要。
提出了一种自主定轨和时间同步算法,在失去地面站支持后,先用精密轨道进行长期轨道预报,并以星间测距数据对预报轨道进行改进。
经过仿真计算:在失去地面站支持后,利用星间测距数据进行轨道确定,在第14天时,定轨精度为45.6米,时间同步精度为ns量级。
结果对我国卫星导航系统具有参考意义。