数据缺失情况下的原子钟频率稳定度评估方法

来源：大地测量与地球动力学杂志2025年第4期北京时间：

作者：雷雨, 赵丹宁, 乔海花

单位：1 西安邮电大学计算机学院, 西安市西长安街618号, 710121,2 宝鸡文理学院电子电气工程学院, 陕西省宝鸡市宝光路44号, 721016,3 中国科学院国家授时中心, 西安市书院东路3号, 710600

摘要：针对数据间断和无数据段时原子钟的频率稳定度评估问题，给出补零、线性模型拟合和重采样3种缺失数据处理方法，并提出计算重叠哈达玛方差的直接计算法，然后基于钟差仿真数据对比分析不同处理方法对计算频率稳定度的影响。结果表明，当数据缺失率分别低于1%、10%和20%时，补零、线性模型拟合和重采样法计算的稳定度与真实稳定度比较接近，补零和线性模型拟合法仅适用于缺失数据量较少的情况，而重采样法比前两者具有更好的适用性；直接计算法在数据缺失率达到50%时仍能准确评估稳定度，在缺失数据量较多的情况下可利用原始数据直接进行稳定度评估。最后，对存在钟差数据缺失的BDS-3星载原子钟的频率稳定度进行评估，结果表明，星载铷钟、氢钟的平均万秒稳和日稳分别优于2.12×10-14和2.15×10-15，与GPS Ⅲ A铷钟和Galileo氢钟基本处于同一水平。

关键词：原子钟,频率稳定度,数据缺失,数据填补,重叠哈达玛方差

基金资助：国家自然科学基金(11503031),陕西省自然科学基础研究计划(2023-JC-YB-057),中国科学院青年创新促进会项目