系统工程与电子技术
繫統工程與電子技術
계통공정여전자기술
SYSTEMS ENGINEERING AND ELECTRONICS
2014年
9期
1826-1832
,共7页
薛舜%张科%吕梅柏
薛舜%張科%呂梅柏
설순%장과%려매백
相对论效应%时空转移%时间系统%行星际探测
相對論效應%時空轉移%時間繫統%行星際探測
상대론효응%시공전이%시간계통%행성제탐측
relativistic effects%space-time transfer%time system%interplanetary exploration
深空探测时间同步过程中由于大范围时空转移引起的时钟测量相对论效应误差不可忽视。研究了普遍类型的地球轨道卫星以及太阳系行星探测器与地面时钟的同步与转移,分析计算了星载时钟测量相对论效应的误差组成和量级,验证了频率调整法和实时补偿法消除相对论误差的有效性。提出在星载时钟频率调整分辨率不足时,可采取定步长、带误差限的时钟频率调整或“跳秒”的形式控制时钟测量相对论效应长期误差,提出在无法实时获得航天器位置和速度时,根据互相关法估计周期误差模型。仿真验证了这些方法的有效性,并为火星探测过程中时钟与地面时间同步提供了方案。
深空探測時間同步過程中由于大範圍時空轉移引起的時鐘測量相對論效應誤差不可忽視。研究瞭普遍類型的地毬軌道衛星以及太暘繫行星探測器與地麵時鐘的同步與轉移,分析計算瞭星載時鐘測量相對論效應的誤差組成和量級,驗證瞭頻率調整法和實時補償法消除相對論誤差的有效性。提齣在星載時鐘頻率調整分辨率不足時,可採取定步長、帶誤差限的時鐘頻率調整或“跳秒”的形式控製時鐘測量相對論效應長期誤差,提齣在無法實時穫得航天器位置和速度時,根據互相關法估計週期誤差模型。倣真驗證瞭這些方法的有效性,併為火星探測過程中時鐘與地麵時間同步提供瞭方案。
심공탐측시간동보과정중유우대범위시공전이인기적시종측량상대론효응오차불가홀시。연구료보편류형적지구궤도위성이급태양계행성탐측기여지면시종적동보여전이,분석계산료성재시종측량상대론효응적오차조성화량급,험증료빈솔조정법화실시보상법소제상대론오차적유효성。제출재성재시종빈솔조정분변솔불족시,가채취정보장、대오차한적시종빈솔조정혹“도초”적형식공제시종측량상대론효응장기오차,제출재무법실시획득항천기위치화속도시,근거호상관법고계주기오차모형。방진험증료저사방법적유효성,병위화성탐측과정중시종여지면시간동보제공료방안。
A wide range of temporal and spatial relativistic transformation induces clock measurement error in the satellite’s clock synchronizing of deep space exploration.The components and magnitudes of various rela-tivistic effects of space-borne clocks on common Earth-orbiting satellites and interplanetary probes are derived. It is confirmed useful to eliminate secular relativistic effects by clock frequency adjusting,and reduce periodic relativistic effects by real-time compensating.An interval frequency adjustment with error-restrict and a leap seconds method are adopted to restrict secular relativistic effect errors when the clocks lack frequency resolu-tion.A cross correlation function is used to evaluate periodic errors when it is impossible to get the real-time po-sition and velocity.The simulations show that the proposed error eliminating methods are effective,which could be used to provide solutions to improve clock synchronization of Mars exploration.