基于PPP的低轨卫星星间时间同步

来源：大地测量与地球动力学杂志2026年第6期北京时间：

作者：胡泽成, 钟世明, 张杰, 郭钊, 周冲冲

单位：1 中国科学院精密测量科学与技术创新研究院精密大地测量与定位全国重点实验室, 武汉, 430077,2 中国科学院大学地球与行星科学学院, 北京, 100049,3 中国科学院精密测量科学与技术创新研究院武汉大地测量国家野外科学观测研究站, 武汉, 430077

摘要：伪距单点定位方法的同步精度低, 无法满足低轨卫星高精度的时间同步需求, 而星间链路时间同步方法因载荷复杂、设备成本高及易受空间环境干扰等因素, 难以应用于大规模低轨星座。本文提出一种基于精密单点定位(PPP)的低轨卫星星间时间同步方法, 具有成本低、易实现、无需依赖外部时间参考等优势, 可实现低轨卫星之间的高精度自主时间同步。研究利用GRACE-FO卫星星载GPS观测数据, 设计开展基于PPP的低轨卫星星间时间同步方法验证。实验结果表明, GRACE-FO卫星轨道各方向定轨精度RMS约7 cm, 2颗卫星GNSS授时精度STD分别为0.78 ns和0.77 ns, 短期稳定度(1 280 s)达到2.22×10-13和2.13×10-13, 长期稳定度(10 240 s)达到2.69×10-14和3.21×10-14。同时, 星间时间同步精度STD为0.46 ns, 短期稳定度(1 280 s)达到2.24×10-13, 长期稳定度(10 240 s)达到3.47×10-14。上述结果验证了星载GNSS PPP星间时间同步方法的可行性, 可为低轨卫星星间高精度时间同步提供一种有效手段。

关键词：低轨卫星,精密单点定位,精密定轨,星间时间同步

基金资助：国家自然科学基金(42174222),武汉市知识创新专项(2023010201010082)