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Characteristic analysis of the GNSS satellite clock
Advances in Space Research ( IF 2.8 ) Pub Date : 2021-06-21 , DOI: 10.1016/j.asr.2021.06.030
Zhen Ye , Haojun Li , Sanjun Wang

The mixed function consisting of the harmonic and polynomial terms is used to model and study the characteristics of the GNSS satellite clock. The harmonic terms are obtained from the Fast Fourier Transform (FFT) results. The modeling results of the GNSS satellite clocks indicate that the RMS of GLONASS is the largest, and that of GPS Cs clocks is at the same level. The results also show that the RMS of BDS-2 is close to that of Rb clocks onboard GPS satellites and the RMS of Galileo is the smallest. The amplitudes and initial phases of the harmonic coefficients for the Rb clocks carried on GPS Block IIRM and Block IIF satellites have obvious periodic characteristics at 12 h and 8 h over the year. For BDS-2 IGSO satellites, the amplitudes for the periods of 12 h, 8 h, and 6 h have obvious periodic characteristics, and also the initial phases for the periods of the 12 h and 8 h. The amplitudes for the periods of 12 h and 8 h for the full Galileo constellation have periodic characteristics. The correlation of modeling coefficients is used to analyze the stability of four GNSS systems. The results show that the correlation of Galileo is better and more stable than other systems. The 2 h, 6 h and 12 h GNSS satellite clock values are predicted with 8 and 4 periods mixed functions and these results are compared with the IGS final clock, Broadcast Ephemeris (BRDM) and Ultra-Rapid (ISU) products. The results show that the RMS of 8-period mixed function is slightly smaller than that of 4-period for most satellites and the most of the predicted values are better than that of the clock products.



中文翻译:

GNSS卫星钟特性分析

由谐波项和多项式项组成的混合函数用于建模和研究 GNSS 卫星时钟的特性。谐波项是从快速傅立叶变换 (FFT) 结果中获得的。GNSS 卫星钟的建模结果表明,GLONASS 的RMS 最大,与GPS Cs 钟的RMS 处于同一水平。结果还表明,BDS-2 的 RMS 与 GPS 卫星上的 Rb 时钟的 RMS 接近,伽利略的 RMS 最小。GPS Block IIRM和Block IIF卫星携带的Rb时钟谐波系数的幅度和初始相位在全年12小时和8小时具有明显的周期性特征。对于BDS-2 IGSO卫星,12 h、8 h和6 h周期的振幅具有明显的周期性特征,以及 12 小时和 8 小时的初始阶段。整个伽利略星座的 12 小时和 8 小时周期的幅度具有周期性特征。建模系数的相关性用于分析四种GNSS系统的稳定性。结果表明,伽利略的相关性比其他系统更好、更稳定。2 小时、6 小时和 12 小时 GNSS 卫星时钟值通过 8 和 4 周期混合函数进行预测,并将这些结果与 IGS 最终时钟、广播星历 (BRDM) 和超快速 (ISU) 产品进行比较。结果表明,大多数卫星8周期混合函数的均方根值略小于4周期,大部分预测值优于时钟产品。整个伽利略星座的 12 小时和 8 小时周期的幅度具有周期性特征。建模系数的相关性用于分析四种GNSS系统的稳定性。结果表明,伽利略的相关性比其他系统更好、更稳定。2 小时、6 小时和 12 小时 GNSS 卫星时钟值通过 8 和 4 周期混合函数进行预测,并将这些结果与 IGS 最终时钟、广播星历 (BRDM) 和超快速 (ISU) 产品进行比较。结果表明,大多数卫星8周期混合函数的均方根值略小于4周期,大部分预测值优于时钟产品。整个伽利略星座的 12 小时和 8 小时周期的幅度具有周期性特征。建模系数的相关性用于分析四种GNSS系统的稳定性。结果表明,伽利略的相关性比其他系统更好、更稳定。2 小时、6 小时和 12 小时 GNSS 卫星时钟值通过 8 和 4 周期混合函数进行预测,并将这些结果与 IGS 最终时钟、广播星历 (BRDM) 和超快速 (ISU) 产品进行比较。结果表明,大多数卫星8周期混合函数的均方根值略小于4周期,大部分预测值优于时钟产品。建模系数的相关性用于分析四种GNSS系统的稳定性。结果表明,伽利略的相关性比其他系统更好、更稳定。2 小时、6 小时和 12 小时 GNSS 卫星时钟值通过 8 和 4 周期混合函数进行预测,并将这些结果与 IGS 最终时钟、广播星历 (BRDM) 和超快速 (ISU) 产品进行比较。结果表明,大多数卫星8周期混合函数的均方根值略小于4周期,大部分预测值优于时钟产品。建模系数的相关性用于分析四种GNSS系统的稳定性。结果表明,伽利略的相关性比其他系统更好、更稳定。2 小时、6 小时和 12 小时 GNSS 卫星时钟值通过 8 和 4 周期混合函数进行预测,并将这些结果与 IGS 最终时钟、广播星历 (BRDM) 和超快速 (ISU) 产品进行比较。结果表明,大多数卫星8周期混合函数的均方根值略小于4周期,大部分预测值优于时钟产品。6 小时和 12 小时 GNSS 卫星时钟值通过 8 和 4 周期混合函数进行预测,并将这些结果与 IGS 最终时钟、广播星历 (BRDM) 和超快速 (ISU) 产品进行比较。结果表明,大多数卫星8周期混合函数的均方根值略小于4周期,大部分预测值优于时钟产品。6 小时和 12 小时 GNSS 卫星时钟值通过 8 和 4 周期混合函数进行预测,并将这些结果与 IGS 最终时钟、广播星历 (BRDM) 和超快速 (ISU) 产品进行比较。结果表明,大多数卫星8周期混合函数的均方根值略小于4周期,大部分预测值优于时钟产品。

更新日期:2021-08-24
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