GNSS产品的延迟和不连续对低轨卫星钟差确定的影响
低轨(LEO)星座具有地面接收信号强度高、几何图形变化快的优势,结合GNSS星座,可向地面用户提供低轨增强PNT(定位、导航、授时)服务。LEO卫星钟差作为LEO增强PNT服务的必要条件之一,是近年来的研究热点之一。
多年来,结合精密的GNSS轨道、钟差产品和LEO卫星星载观测数据确定LEO卫星钟差已被可靠验证并广泛应用。国家授时中心研究团队基于该方法,分析了GNSS轨道、钟差产品的延迟和不连续对基于滤波的实时低轨卫星钟差确定的影响,研究成果以《Impact of latency and continuity of GNSS products on filter-based real-time LEO satellite clock determination》为题发表在期刊Remote sensing。
在本研究中,基于Sentinel-3B的实际观测数据,分别对GNSS实时产品的轨道延迟或中断、钟差的延迟或中断或二者组合的延迟或中断对低轨卫星钟差精度的影响进行了分析。研究结果表明,实时LEO卫星钟的精度对GNSS卫星钟产品的延迟极为敏感,当GNSS实时产品存在延迟时,在近实时求解LEO卫星钟差时需要对其进行超短期预报。与此同时,当GNSS实时产品中断从5分钟增加到60分钟时,LEO实时钟的精度从0.26纳秒下降至0.32纳秒。
表1.不同场景下,2018年227天,Sentinel-3B卫星钟差精度。K为利用CNES实时产品结合滤波解的低轨卫星钟差,R为利用CODE 最终产品结合最小二乘法的低轨卫星钟差。
Scenario |
Latency (s) |
STD (vs. K) (ns) |
STD (vs. R) (ns) |
No latency |
0 |
— |
0.21 |
Clocks and orbits (predicted) |
30 |
0.53 |
0.61 |
60 |
0.72 |
0.78 | |
90 |
0.95 |
0.95 | |
120 |
1.15 |
1.15 | |
Clocks (predicted) and orbits (predicted) |
30 |
0.48 |
0.53 |
60 |
0.64 |
0.72 | |
90 |
0.75 |
0.85 | |
120 |
0.87 |
0.93 | |
Clocks |
120 |
0.85 |
0.90 |
Orbits (predicted) |
120 |
0.32 |
0.53 |
Clocks (predicted) |
30 |
0.13 |
0.28 |
60 |
0.26 |
0.36 | |
90 |
0.34 |
0.47 | |
120 |
0.47 |
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