低轨卫星间的高精度时间传递及相对定轨对维持低轨卫星网的时间基准及星座构型有着重要作用，同时，可结合基准星的单星精密定轨定时结果完成非基准星的高精度定轨定时。当前，基于星载GNSS信号可实现厘米级的实时低轨卫星高精度单星定轨定时，但其结果高度依赖于实时GNSS精密轨道星钟产品，且运算耗能较大，这为在轨处理造成了一定挑战。

本研究受中国科学院国际伙伴计划（021GJHZ2023010FN）资助，通过国际合作，将地面高精度时间传递的载波相位共视技术应用于低轨卫星，在仅使用非精密广播星历的情况下，以高效且低耗能的方式实现亚分米级的实时相对定轨以及0.2 ns精度的实时星间时间传递。

图1展示了使用CNES实时GNSS产品（左），IGS超快速产品（中），及广播星历产品（右）以单星动力学批量最小二乘法（绿色）、单星运动学批量最小二乘法（蓝色）、单星运动学滤波方式（黑色）、以及星间载波相位共视及滤波方式（红色）实现的实时相对定轨OURE精度。由图可见，载波相位共视方式在不依赖高精度GNSS实时产品的同时，可实现亚分米级的高精度相对定轨，相对定轨精度不敏感于基准星的轨道精度。

图1 使用高精度CNES实时GNSS产品（左），IGS超快速产品（中），及广播星历产品（右）以不同方式进行相对定轨的OURE精度。绿色、蓝色、黑色代表通过动力学批量最小二乘法、运动学批量最小二乘法、运动学滤波单星定轨实现相对定轨，红色代表通过星间载波相位共视方法及滤波方式实现相对定轨。

与相对定轨相似，星间载波相位共视方法也可在不依赖高精度GNSS实时产品的情况下，实现0.2 ns级别的低轨星间时间传递（见图2）。

图2 使用高精度CNES实时GNSS产品（左），IGS超快速产品（中），及广播星历产品（右）以不同方式进行低轨星间时间传递的精度。

该研究于2024年8月6日以题为：High-Precision Time Transfer and Relative Orbital Determination Among LEO Satellites in Real Time发表于SCI期刊NAVIGATION：Journal of the Institute of Navigation。