[發明專利]一種星間雙向時間傳遞的非互易傳播時延修正方法

在審

• 申請號: 202110097177.8
• 申請日: 2021-01-25
• 公開（公告）號: CN112859124A
• 公開（公告）日: 2021-05-28
• 發明（設計）人: 何克亮;賀玉玲;王國永;杜二旺;姚淵博;盧樟健;杜麗軍
• 申請（專利權）人: 西安空間無線電技術研究所
• 主分類號: G01S19/37
• 分類號: G01S19/37
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 馬全亮

一種星間雙向時間傳遞的非互易傳播時延修正方法，星間雙向時間傳遞受衛星高速運動和相對論的影響，非互易傳播時延修正成為其主要的鐘差修正項之一，直接影響星間時頻傳遞精度。通過對非互易運動時延、引力光線偏折時延以及初同步誤差時延精確計算，可以提高非互易傳播時延的修正精度。本方法根據衛星定期獲取的星歷和與主控站的鐘差，通過對衛星軌道和鐘差進行預報，初步標定發射與接收信號時刻的全局坐標時和位置，并建立各項非互易傳播時延的計算方法，進而計算出非互易傳播時延修正值，并對其附加穩定度進行評估。

技術領域

本發明涉及一種星間雙向時間傳遞的非互易傳播時延修正方法，主要用于星間雙向時間傳遞的非互易傳播時延修正。

背景技術

星間時間傳遞鏈路用于測量衛星與衛星的本地時間在全局坐標下的鐘差(時差)。長期穩定的高精度星間時間傳遞鏈路對于提升守時/授時、導航及基礎物理測量的精度有重要意義。星間雙向時間傳遞受衛星高速運動和相對論的影響，非互易傳播時延修正成為其主要的鐘差修正項之一，直接影響星間時頻傳遞精度。

目前，星間時間傳遞鏈路主要被用于導航系統中，不確定度在亞ns水平，非互易傳播時延修正主要考慮至c^-2階，即主要考慮非互易運動時延修正。針對星間時間傳遞精度不斷提升的需求，當前的非互易傳播時延修正方法，還不能充分解決相對論和衛星高速運動對星間時頻傳遞的影響，不能支持ps～fs級星間時頻傳遞鏈路的設計、評估和數據處理。因此，建立更高精度的星間時間傳遞非互易傳播時延修正方法，是非常有價值的工作。

對于非互易傳播時延的修正，主要是在全局參考系下通過分類并精確計算各項非互易傳播時延，保留影響指標的項，并代入測量或預報得到的衛星軌道和運動學參數完成數值計算。因此，一些技術手段均在分類和評估各項非互易傳播時延，包括引力偏折時延、運動時延，以及如何標定衛星的本地發射與接收信號時刻的全局坐標時及位置。因此，相關技術的要求在于如何根據定期獲得的衛星星歷，對軌道和鐘差進行預報，準確分類和評估各項非互易傳播時延，以及在全局參考系標定衛星的本地發、收時刻及位置，實現非互易傳播時延修正值的計算。

發明內容

本發明的技術解決問題是：克服現有技術的不足，提供了一種星間雙向時間傳遞的非互易傳播時延修正方法，根據定期獲取的衛星星歷及與主控站的鐘差，在全局參考系實時標定衛星的本地發、收時刻及位置，并分類和精確計算各項非互易傳播時延，提高星間雙向時間傳遞非互易傳播時延的修正精度。

本發明的技術解決方案是：

一種星間雙向時間傳遞的非互易傳播時延修正方法，步驟如下：

(1)定期獲取參與時間比對兩星的星歷及與主控站的鐘差；

(2)根據步驟(1)獲取的星歷和鐘差，計算兩星的初同步鐘差、軌道，外推兩星的星歷；

(3)根據步驟(2)獲取的外推星歷和初同步鐘差，采樣并分類計算兩星雙向傳遞的多種引力光線偏折時延，包括地球質量與自旋多極矩時延、月亮與太陽的潮汐多極矩時延與慣性勢時延；

(4)將步驟(3)每次采樣計算得到的兩星雙向傳播的各種引力光線偏折時延分別作差，獲得各種非互易引力光線偏折時延的采樣值；

(5)根據步驟(4)計算的非互易引力光線偏折時延采樣值，分類評估各項非互易引力光線偏折時延的大小范圍，剔除不影響預設指標的引力光線偏折時延項；

(6)根據保留的引力光線偏折時延項，生成非互易引力光線偏折時延計算模塊；

(7)根據步驟(1)獲得的星歷和鐘差，以及根據兩星原子鐘的性能，進行鐘差預報和軌道預報，進而標定兩星發射與接收信號時刻的全局坐標時及對應的位置、速度和加速度；