在近地卫星测控领域,时间同步是一项至关重要的任务,确保卫星与地面站之间的通信和数据交换准确无误。传统的卫星测控时间同步方法存在多个误差源,可能影响同步精度。本文提出了一种利用GPS接收机进行时间同步的新方法,旨在提高时间同步的准确性和效率。
首先,文章介绍了近地卫星的时间系统,包括星务时间、姿轨控时间、全球导航卫星系统(GNSS)时间和载荷时间,它们各有特定的应用场景和精度要求。星务时间通常与UTC保持一致,姿轨控时间用于卫星的姿态和轨道控制,而GNSS时间作为时间参考或基准,通常具有较高的精度。
针对传统星地时间同步模型存在的六个误差源,作者提出了一个创新的GPS时间同步模型。该模型利用星载GPS接收机获取的时间信息来计算卫星到GPS卫星的时间差,从而减少误差源,提高同步精度。通过分析和比较,新的GPS时间同步模型将误差源降低至两个,这显著减少了同步过程中的不确定性。
在实际应用中,该方法在近地卫星测控中表现出优越的性能。时间同步误差被控制在±1毫秒以内,精度优于1毫秒,这对于需要高精度时间同步的在轨卫星管理与测控任务至关重要。这种GPS时间同步方法的引入,不仅提升了时间同步的精度,还简化了同步过程,降低了对复杂同步算法的依赖。
文章引用了其他研究,如文献1中提出的基于伪码高精度距离测量和时间同步技术,适用于动态环境,可实现优于1纳秒的同步精度。文献2通过结合时间同步和伪距观测数据,设计序列Kalman滤波算法,优化监测站和导航卫星的钟差估计,提高了星地时间同步的精度。文献3则探讨了微波双向时间同步、卫星共视法和雷达辅助法等多种同步方法,通过数学模型分析了各种误差源的影响。
综上所述,GPS时间同步方法在近地卫星测控中的应用,为解决星地时间同步问题提供了新的思路和解决方案。这种方法减少了误差源,提高了时间同步精度,对于在轨卫星的长期管理和控制具有重要意义。未来的研究可能会进一步优化这一模型,以适应更复杂的卫星系统和更高的同步需求。