近日，中国科学院国家授时中心低轨卫星实时定轨定时研究小组王侃研究员团队，与澳大利亚科廷大学Ahmed El-Mowafy教授团队联合提出一种新方法，该方法有助于提升低轨卫星钟差参数的精度。

该研究受中国科学院国际伙伴计划（021GJHZ2023010FN）资助，于8月6日以题为：Real-time LEO satellite clock estimation with predicted LEO satellite orbits constrained发表在国际期刊GPS Solution。

低轨卫星因其轨道高度低、速度快、信号强度强等优势，可以增强传统的GNSS实现优势，提高定位定时性能。地面用户使用的低轨卫星实时钟差产品将均为预报产品，不同于GNSS卫星钟差，低轨卫星钟差中含有的各类复杂系统性效应为低轨卫星钟差的高精度中长期预报造成了一定困难，常采用滤波定时叠加超短期预报，从而提高低轨卫星钟差的精度，以及定位定时精度。

针对基于卡尔曼滤波的实时低轨卫星钟差精度有待改善的问题，国家授时中心联合澳大利亚大学科廷大学，开展了国际合作与研究。他们通过引入独立计算的批量最小二乘法动力学短期预报轨道的方式，添加合适的轨道约束，从而助力轨道与星钟参数的去相关，实现对低轨卫星钟差参数的精度提升。

本研究使用位于800千米左右的Sentinel-3B卫星为例，展示了引入不同预报窗口的轨道，并对引入轨道进行不同强度约束后的钟差精度。预报轨道在以下四个预报时间窗口内URE约从3厘米增长至4.5厘米。研究结果显示，引入短期高精度预报轨道并添加弱约束（S5/S6），有助于提升低轨卫星钟差精度约可达11-13%。与此同时，轨道星钟组合误差向低轨的平均投影SISRE可缩小约23%。

图1 在引入不同预报时间窗口的轨道，并以不同强度进行轨道约束后的低轨卫星钟差精度。S1代表无约束情况，S2至S6代表切向轨道约束标准差为4厘米、1分米、2分米、4分米、6分米，法向及径向标准差为径向一半的情况，S7代表将真值轨道各方向进行1厘米强约束的情况。