基于星地双向时间比对数据的北斗三号铷原子钟在轨性能评估

摘要

星载原子钟是导航卫星的核心设备,其性能直接决定卫星导航系统的授时和定位精度.铷原子钟以其体积小、重量轻、功耗低和可靠性高等特点,在北斗导航系统中大量使用.利用北斗系统星地双向卫星钟差数据对北斗三号卫星在轨铷原子钟性能进行了评估.首先对数据进行了钟差转频差和中位数去粗差处理,然后重点评估了铷原子钟的频率漂移率和频率稳定度.结果显示,北斗三号铷原子钟多为负漂移,频率漂移率优于2×10-13 d-1,且呈缓慢减小趋势,运行初期,每天变化量级为10-15,运行2 a后,天漂趋于平稳.计算得到铷原子钟的千秒稳定度、万秒稳定度和天稳定度分别为4×10-13,1×10-13和3×10-14左右,与地面实际测试结果差异较大,该结果受钟差传输过程中引入的噪声限制,未能反映铷原子钟的稳定度真实水平.