一种导航卫星主备钟切换前后相位和频率变化测试方法

摘要

一种导航卫星主备钟切换前后相位和频率变化测试方法，用相位测量设备对卫星钟的输出信号进行相位测量，使用等间隔时间采集相位测量数据，长时间记录卫星钟输出切换开关动作前后的相位测量数据，并记录切换开关时刻，对切换前后的相位测试数据分别采用最小二乘法的曲线拟合，根据切换时刻对应的切换前后拟合值计算相位和频率的变化量。本方法可以降低卫星钟频率漂移和测量仪器对测试结果的影响，具有高测量精度。

主权项

一种导航卫星主备钟切换前后相位和频率变化测试方法，其特征在于步骤如下：(1)设定第一星载原子钟作为卫星钟主钟的频率参考，设定第二星载原子钟作为卫星钟备钟的频率参考，并设定初始状态卫星钟的输出信号由主钟提供，在进行时钟切换后卫星钟的输出信号改由卫星钟备钟提供；所述的第一星载原子钟和第二星载原子钟均置于真空环境中；(2)设定原子频标作为相位测试设备的频率参考，利用相位测试设备对卫星钟的输出信号进行相位测量，每秒一个测量值；首先，测量卫星钟主钟输出信号的相位，连续测量得到N个相位测量值在测量得到测量值时刻，进行卫星钟切换动作，继续测量卫星钟备钟输出信号的相位，连续测量得到N个相位测量值(3)对切换前N个相位测量值进行二次曲线拟合，得到二次曲线前拟合系数，并利用得到的二次曲线前拟合系数计算得到切换时刻卫星钟相位的估计值(4)对切换后N个相位测量值，预摘取卫星钟相位测量值进行二次曲线拟合，K＝5～30，得到二次曲线后拟合系数，并利用得到的二次曲线后拟合系数计算得到切换时刻卫星钟相位的估计值(5)将与求差后的绝对值作为卫星钟切换时的相位变化测量值Δφ；(6)对切换前的N个相位测量值前后求差，得到N‑1个频差$y_1^{*}=x_2^{*}-x_1^{*},......y_{N-1}^{*}=x_n^{*}-x_{N-1}^{*};$对切换后的N个相位测量值$x_{N+1}^{*},x_{N+2}^{*},......$前后求差，得到N‑1个频差$y_{N+1}^{*}=x_{N+2}^{*}-x_{N+1}^{*},......y_{2N-1}^{*}=x_{2N}^{*}-x_{2N-1}^{*};$(7)对卫星钟切换前的N－1个频差进行一次曲线拟合，得到一次曲线前拟合系数，并利用一次曲线前拟合系数计算得到切换时刻卫星钟频差的估计值(8)对卫星钟切换后的N‑1个频差，预摘取卫星钟相位测量值进行一次曲线拟合，得到一次曲线后拟合系数，并利用一次曲线后拟合系数计算得到切换时刻卫星钟频差的估计值(9)将与求差后的绝对值作为卫星钟切换时的频率变化测量值Δf。