IGSO和MEO卫星用于TWSTFT的卫星运动误差研究

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1、第2O卷第5期航天器工程Vo1．20NO．52O11年9月SPACECRAFTENGINEERING43IGSO和MEO卫星用于TWSTFT的卫星运动误差研究任艳阳周必磊(1中南大学，长沙410012)(2上海卫星工程研究所，上海200240)摘要针对倾斜地球同步轨道(IGSO)和中高地球轨道(MEO)卫星用于卫星双向时间传递(TWSTFT)时的卫星运动所引入的误差进行了研究，并对IGSo和MEO卫星应用于TwSTFT的可行性进行了分析。首先推导了TwSTFT中的卫星运动误差公式，并利用两行根数(TLE)对目前在轨的IGSO和

2、MEO卫星的运动进行了计算，在此基础上对几个地面站间时间传递的卫星运动误差进行了仿真。仿真结果显示，由于卫星运动导致的卫星运动误差可达到10纳秒级，对于纳秒级精度的TwSTFT而言不可忽略，必须使用卫星定轨数据进行校正。使用精度优于1km的定轨数据校正后，可将卫星运动误差降低到1ns以下，满足纳秒级精度的时间传递需求。关键词卫星；卫星双向时间传递；卫星运动误差；两行根数中图分类号：TN967．1文献标志码：ADoI：10．3969／~．issn．1673—8748．2011．05．005文章编号：1673—8748(2011)

3、05—0043—06StudyonSatelliteMotionErrorsofTWSTFTbyUsingIGSOandMEOSatellitesRENYanyangZHOUBilei(1CentralSouthUniversity，Changsha410012。China)(2ShanghaiInstituteofSatelliteEngineering。Shanghai200240．China)Abstract：Thispaperstudiessatellitemotionerrorsoftwo—waysatellitet

4、imeandfrequencytrans—fer(TWSTFT)causedbyIGS0andMEOsatellitesandanalyzesthefeasibilityofIGSOandMEOsatellitesforTWSTFT．Firstofal1，asatellitemotionerrorformulaiSderived，andthensomeIGSOandMEOsatellitesmotionsfromthetwo—lineelement(TLE)arecalculated．Basedonthesatellitemo

5、tion，thetimetransfererrorsofsevera1groundstationsaresimulated．ThesimulationresultsshowthatthesatellitemotionerrorsofTWSTFTcouldreach10ns，whichcan’tbeig—noredinthenanosecondaccuracyTWSTFTandmustbecalibratedwithsatelliteorbitpredictiondata．Afterbeingcalibratedbysatell

6、iteorbitpredictiondatawhichismoreaccuratethanlkm，thesatellitemotionerrorsofTWSTFTcouldbe1oweredtolessthan1ns，whichmeetsthede—mandforsub—nanosecondaccuracytimetransfer．Keywords：satellite；TWSTFT；satellitemotionerror；twO—lineelement收稿日期：201106—13；修回日期：2011-07—26作者简介：任艳

7、阳(1989一)，男，在读本科生，专业方向为电子信息科学与技术。44航天器工程别触发地面站A、B时间间隔计数器开始计数。Al引言站发出的测距信号经卫星转发后在t。时刻被地面站B的接收设备接收，并触发B站时间问隔计数器现代卫星导航系统基于到达时间(TOA)测量结束计数，该信号的路径传播时延为Z-AB，B站计数原理，因此，精确的时间测量是精确定位的基础。卫器观测量为丁。同样，B站发出的测距信号经卫星星导航系统中，基于高性能原子钟的时频系统为导转发后在tRA时刻被地面站A的接收设备接收，并触航信号生成、电文注入等操作提供了高精度的时

8、间发A站时间间隔计数器结束计数，该信号的路径传播基准，但导航卫星、地面站(地面监测站、主控站)之时延为，A站计数器观测量为TA。一1／2(砒一rBA)间时间参考的不一致，将在这些操作中引入误差。为双向时间传递的总系统误差，即时间传递链路中因此，必须通过时间同步技术将导航卫星、