CN113253314B - 一种低轨卫星间时间同步方法及系统 - Google Patents

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CN113253314B CN202110510053.8A CN202110510053A CN113253314B CN 113253314 B CN113253314 B CN 113253314B CN 202110510053 A CN202110510053 A CN 202110510053A CN 113253314 B CN113253314 B CN 113253314B
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Abstract

本发明涉及一种低轨卫星间时间同步方法，包括在地面布设多个地面共钟跟踪站，每个地面共钟跟踪站跟踪多个低轨卫星，获取每个地面共钟跟踪站的低轨卫星观测数据和每个低轨卫星的星载GNSS观测数据；根据低轨卫星观测数据，建立基于地面共钟跟踪站的低轨卫星间时间同步模型，作为第一低轨卫星间时间同步模型；根据所述星载GNSS观测数据，建立基于星载GNSS的低轨卫星间时间同步模型，作为第二低轨卫星间时间同步模型；联合求解所述第一低轨卫星间时间同步模型和所述第二低轨卫星间时间同步模型，获得多个低轨卫星相对于地面的钟差；将每个低轨卫星的钟差进行差运算，使低轨卫星间时间同步。

Description

一种低轨卫星间时间同步方法及系统
技术领域
本发明涉及卫星时间同步领域，特别是涉及一种低轨卫星间时间同步方法及系统。
背景技术
轨道高度在1000km以下的低轨卫星由于其特殊的应用和科研的需要，在很多方面发挥了重大的作用。近年来，随着鸿雁、虹云等低轨商业星座的快速发展，基于低轨星座提供导航定位增强服务已成为国内外研究热点。基于低轨星座提供高精度、快速、连续的导航定位服务，对低轨卫星间的时间同步精度提出了更高的要求。传统的低轨卫星时间同步大多采用动力学法或星载GNSS法，在低轨卫星定轨过程中对卫星钟差进行解算。前者主要是通过对加速度的二次积分，结合低轨卫星的初始历元位置和初始速度，由最小二乘及动力学模型获得低轨卫星的轨道参数并获得钟差参数，进一步实现低轨卫星间的时间同步。后者则是利用精密单点定位技术或者伪距单点定位技术解算出星载GNSS接收机观测历元低轨卫星的三维位置和钟差。然而，这两种方法在实施过程中，均是将低轨卫星的钟差参数作为白噪声进行估计，导致数学模型中卫星钟差参数的强度偏弱，进一步制约了低轨卫星间时间同步的精度。因此，如何增强低轨卫星钟差的模型强度，提升当前低轨卫星间时间同步的精度是低轨卫星提供导航定位应用中亟待解决的科学问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种低轨卫星时间同步方法及系统，提供了高精度、高稳定性的低轨卫星时间同步信息。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
一种低轨卫星间时间同步方法，所述方法包括：
在地面布设多个地面共钟跟踪站，每个地面共钟跟踪站跟踪多个低轨卫星，获取每个地面共钟跟踪站的低轨卫星观测数据和每个低轨卫星的星载GNSS观测数据；所述低轨卫星观测数据包括：地面共钟跟踪站观测到的低轨卫星伪距、地面共钟跟踪站观测到的载波相位观测数据和地面共钟跟踪站的地心坐标；所述星载GNSS观测数据包括：低轨星载GNSS接收机观测到的星载GNSS伪距、低轨星载GNSS接收机观测到的星载的载波相位观测数据；
根据所述低轨卫星观测数据，建立基于地面共钟跟踪站的低轨卫星间时间同步模型，作为第一低轨卫星间时间同步模型；
根据所述星载GNSS观测数据，建立基于星载GNSS的低轨卫星间时间同步模型，作为第二低轨卫星间时间同步模型；
联合求解所述第一低轨卫星间时间同步模型和所述第二低轨卫星间时间同步模型，获得多个低轨卫星相对于地面的钟差；
将每个低轨卫星的钟差进行差运算，使低轨卫星间时间同步。
可选地，所述第一低轨卫星间时间同步模型包括第一低轨卫星间时间同步函数模型和第一随机模型；
所述第一低轨卫星间时间同步函数模型为基于地面共钟跟踪站的低轨卫星间时间同步函数模型；所述第一低轨卫星间时间同步函数模型为：
Figure BDA0003059992400000021
所述第一随机模型为地面共钟跟踪站低轨观测量随机模型；所述第一随机模型为：
Figure BDA0003059992400000022
其中，i表示地面共钟跟踪站编号，j表示低轨卫星编号，k表示历元编号，U表示低轨卫星标识，
Figure BDA0003059992400000023
为在k时刻i号地面共钟跟踪站观测到的j号低轨卫星的伪距，/>
Figure BDA0003059992400000024
为在k时刻i号地面共钟跟踪站观测到的j号低轨卫星的载波相位观测量，Tk为k时刻对流层延迟的映射函数，τk为k时刻对流层天顶延迟，dtr(i),k为k时刻的i号地面共钟跟踪站的接收机钟差参数，dtr(i1),k为k时刻的1号地面共钟跟踪站的接收机钟差参数，dtr(i2),k为k时刻的2号地面共钟跟踪站的接收机钟差参数，dtr(im),k为k时刻的m号地面共钟跟踪站的接收机钟差参数，/>
Figure BDA0003059992400000031
为k时刻的j号低轨卫星的钟差参数，/>
Figure BDA0003059992400000032
为i号地面共钟跟踪站与j号低轨卫星的载波相位模糊度参数，/>
Figure BDA0003059992400000033
为k时刻i号地面共钟跟踪站观测到的j号低轨卫星的双频消电离层组合的伪距观测量噪声，/>
Figure BDA0003059992400000034
为k时刻i号地面共钟跟踪站观测到的j号低轨卫星的载波相位观测量噪声，/>
Figure BDA0003059992400000035
为k时刻的j号低轨卫星的轨道向量，/>
Figure BDA0003059992400000036
为k时刻i号地面共钟跟踪站的坐标与j号低轨卫星的坐标建立的系数向量，xk为k时刻低轨卫星的轨道向量，/>
Figure BDA0003059992400000037
为地面共钟跟踪站观测到的低轨卫星的双频消电离层组合的伪距观测量噪声，/>
Figure BDA0003059992400000038
为地面共钟跟踪站观测到的低轨卫星的载波相位观测量噪声，/>
Figure BDA0003059992400000039
为低轨卫星的伪距观测量噪声值，
Figure BDA00030599924000000310
为低轨卫星的载波相位观测量噪声值。
可选地，所述第二低轨卫星间时间同步模型包括第二低轨卫星间时间同步函数模型和第二随机模型；
所述第二低轨卫星间时间同步函数模型为基于星载GNSS的低轨卫星间时间同步函数模型；所述第二低轨卫星间时间同步函数模型为：
Figure BDA00030599924000000311
所述第二随机模型为星载GNSS随机模型；所述第二随机模型为：
Figure BDA00030599924000000312
其中，所述l为低轨星载GNSS卫星编号，G为低轨星载GNSS卫星标识，
Figure BDA00030599924000000313
为k时刻的j号低轨星载GNSS接收机观测到的GNSS卫星的伪距，/>
Figure BDA00030599924000000314
为k时刻的j号低轨星载GNSS接收机观测到的载波相位观测量，/>
Figure BDA00030599924000000315
为k时刻的l号GNSS卫星钟差参数，dtU(j),k为k时刻的j号低轨卫星的钟差参数，/>
Figure BDA00030599924000000316
为k时刻j号低轨卫星坐标与l号低轨星载GNSS的坐标建立的系数向量，/>
Figure BDA00030599924000000317
为低轨星载GNSS接收机观测到的GNSS卫星的伪距观测量噪声，/>
Figure BDA00030599924000000318
为低轨星载GNSS接收机观测到的载波相位观测量噪声，/>
Figure BDA00030599924000000319
为GNSS卫星的伪距观测量噪声值，
Figure BDA0003059992400000041
为GNSS卫星的载波相位观测量噪声值。
可选地，所述联合求解所述第一低轨卫星间时间同步模型和所述第二低轨卫星间时间同步模型，获得多个低轨卫星相对于地面的钟差，具体包括：
联合所述第一低轨卫星间时间同步函数模型和所述第二低轨卫星间时间同步函数模型，获得星、地联合低轨卫星间时间同步函数模型；
利用经验权重法或赫尔默特方差分量法确定第一随机模型的比重和第二随机模型的比重，将确定比重后的第一随机模型和第二随机模型进行加权处理，建立综合随机模型；
联合所述星、地联合低轨卫星间时间同步函数模型和所述综合随机模型，获得星、地联合低轨卫星间时间同步法方程；
求解所述星、地联合低轨卫星间时间同步法方程，获得每个低轨卫星相对于地面的钟差。
可选地，所述根据所述低轨卫星观测数据，建立基于地面共钟跟踪站的低轨卫星间时间同步模型之前，还包括：
对所述低轨卫星观测数据的对流层误差、电离层误差、潮汐误差和相对论效应误差进行校正；
对所述星载GNSS观测数据的对流层误差、电离层误差、相对论效应误差和天线相位中心偏差进行校正。
一种低轨卫星间时间同步系统，所述系统包括：
低轨卫星观测数据获取模块，用于获取每个地面共钟跟踪站的低轨卫星观测数据；
星载GNSS观测数据获取模块，用于获取每个低轨卫星的星载GNSS观测数据；
第一低轨卫星间时间同步模型建立模块，用于根据所述低轨卫星观测数据，建立基于地面共钟跟踪站的低轨卫星间时间同步模型，所述基于地面共钟跟踪站的低轨卫星间时间同步模型为第一低轨卫星间时间同步模型；
第二低轨卫星间时间同步模型建立模块，用于根据所述星载GNSS观测数据，建立基于星载GNSS的低轨卫星间时间同步模型，所述基于星载GNSS的低轨卫星间时间同步模型为第二低轨卫星间时间同步模型；
联合求解模块，用于联合求解所述第一低轨卫星间时间同步模型和所述第二低轨卫星间时间同步模型，获得每个低轨卫星相对于地面的钟差；
差运算模块，用于将每个低轨卫星的钟差进行差运算，使低轨卫星间时间同步。
可选地，所述第一低轨卫星间时间同步模型建立模块包括第一低轨卫星间时间同步函数模型和第一随机模型；
所述第一低轨卫星间时间同步函数模型为基于地面共钟跟踪站的低轨卫星间时间同步函数模型；所述第一低轨卫星间时间同步函数模型为：
Figure BDA0003059992400000051
所述第一随机模型为地面共钟跟踪站低轨观测量随机模型；所述第一随机模型为：
Figure BDA0003059992400000052
其中，i表示地面共钟跟踪站编号，j表示低轨卫星编号，k表示历元编号，U表示低轨卫星标识，
Figure BDA0003059992400000053
为在k时刻i号地面共钟跟踪站观测到的j号低轨卫星的伪距，/>
Figure BDA0003059992400000054
为在k时刻i号地面共钟跟踪站观测到的j号低轨卫星的载波相位观测量，Tk为k时刻对流层延迟的映射函数，τk为k时刻对流层天顶延迟，dtr(i),k为k时刻的i号地面共钟跟踪站的接收机钟差参数，dtr(i1),k为k时刻的1号地面共钟跟踪站的接收机钟差参数，dtr(i2),k为k时刻的2号地面共钟跟踪站的接收机钟差参数，dtr(im),k为k时刻的m号地面共钟跟踪站的接收机钟差参数，/>
Figure BDA0003059992400000055
为k时刻的j号低轨卫星的钟差参数，/>
Figure BDA0003059992400000056
为i号地面共钟跟踪站与j号低轨卫星的载波相位模糊度参数，/>
Figure BDA0003059992400000057
为k时刻i号地面共钟跟踪站观测到的j号低轨卫星的双频消电离层组合的伪距观测量噪声，/>
Figure BDA0003059992400000061
为k时刻i号地面共钟跟踪站观测到的j号低轨卫星的载波相位观测量噪声，/>
Figure BDA0003059992400000062
为k时刻的j号低轨卫星的轨道向量，/>
Figure BDA0003059992400000063
为k时刻i号地面共钟跟踪站的坐标与j号低轨卫星的坐标建立的系数向量，xk为k时刻低轨卫星的轨道向量，/>
Figure BDA0003059992400000064
为地面共钟跟踪站观测到的低轨卫星的双频消电离层组合的伪距观测量噪声，/>
Figure BDA0003059992400000065
为地面共钟跟踪站观测到的低轨卫星的载波相位观测量噪声，/>
Figure BDA0003059992400000066
为低轨卫星的伪距观测量噪声值，
Figure BDA0003059992400000067
为低轨卫星的载波相位观测量噪声值。
可选地，所述第二低轨卫星间时间同步模型建立模块包括第二低轨卫星间时间同步函数模型和第二随机模型；
所述第二低轨卫星间时间同步函数模型为基于星载GNSS的低轨卫星间时间同步函数模型；所述第二低轨卫星间时间同步函数模型为：
Figure BDA0003059992400000068
所述第二随机模型为星载GNSS随机模型；所述第二随机模型为：
Figure BDA0003059992400000069
其中，所述l为低轨星载GNSS卫星编号，G为低轨星载GNSS卫星标识，
Figure BDA00030599924000000610
为k时刻的j号低轨星载GNSS接收机观测到的GNSS卫星的伪距，/>
Figure BDA00030599924000000611
为k时刻的j号低轨星载GNSS接收机观测到的载波相位观测量，/>
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为k时刻的l号GNSS卫星钟差参数，dtU(j),k为k时刻的j号低轨卫星的钟差参数，/>
Figure BDA00030599924000000613
为k时刻j号低轨卫星坐标与l号低轨星载GNSS的坐标建立的系数向量，/>
Figure BDA00030599924000000614
为低轨星载GNSS接收机观测到的GNSS卫星的伪距观测量噪声，/>
Figure BDA00030599924000000615
为低轨星载GNSS接收机观测到的载波相位观测量噪声，/>
Figure BDA00030599924000000616
为GNSS卫星的伪距观测量噪声值，
Figure BDA00030599924000000617
为GNSS卫星的载波相位观测量噪声值。
可选地，所述联合求解模块包括：
函数模型联合子模块，用于联合所述第一低轨卫星间时间同步函数模型和所述第二低轨卫星间时间同步函数模型，获得星、地联合低轨卫星间时间同步函数模型；
随机模型建立子模块，用于利用经验权重法或赫尔默特方差分量法确定第一随机模型的比重和第二随机模型的比重，将确定比重后的第一随机模型和第二随机模型进行加权处理，建立综合随机模型；
方程建立子模块，用于联合所述星、地联合低轨卫星间时间同步函数模型和所述综合随机模型，获得星、地联合低轨卫星间时间同步法方程；
方程求解子模块，用于求解所述低轨卫星间时间同步法方程，获得每个低轨卫星相对于地面的钟差。
可选地，所述系统还包括：
低轨卫星观测数据校正模块，用于对所述低轨卫星观测数据的对流层误差、电离层误差、潮汐误差和相对论效应误差进行校正；
星载GNSS观测数据校正模块，用于对所述星载GNSS观测数据的对流层误差、电离层误差、相对论效应误差和天线相位中心偏差进行校正。
根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：
本发明提供了一种低轨卫星间时间同步方法，包括：在地面布设多个地面共钟跟踪站，每个地面共钟跟踪站跟踪多个低轨卫星，获取每个地面共钟跟踪站的低轨卫星观测数据和每个低轨卫星的星载GNSS观测数据；低轨卫星观测数据包括：地面共钟跟踪站观测到的低轨卫星伪距、地面共钟跟踪站观测到的载波相位观测数据和地面共钟跟踪站的地心坐标；星载GNSS观测数据包括：低轨星载GNSS接收机观测到的星载GNSS伪距、低轨星载GNSS接收机观测到的星载的载波相位观测数据；根据低轨卫星观测数据，建立基于地面共钟跟踪站的低轨卫星间时间同步模型，作为第一低轨卫星间时间同步模型；根据星载GNSS观测数据，建立基于星载GNSS的低轨卫星间时间同步模型，作为第二低轨卫星间时间同步模型；联合求解所述第一低轨卫星间时间同步模型和所述第二低轨卫星间时间同步模型，获得多个低轨卫星相对于地面的钟差；将每个低轨卫星的钟差进行差运算，使低轨卫星间时间同步。
本发明还提供了一种低轨卫星间时间同步系统，包括：低轨卫星观测数据获取模块，用于获取每个地面共钟跟踪站的低轨卫星观测数据；星载GNSS观测数据获取模块，用于获取每个低轨卫星的星载GNSS观测数据；第一低轨卫星间时间同步模型建立模块，用于根据低轨卫星观测数据，建立基于地面共钟跟踪站的低轨卫星间时间同步模型，基于地面共钟跟踪站的低轨卫星间时间同步模型为第一低轨卫星间时间同步模型；第二低轨卫星间时间同步模型建立模块，用于根据所述星载GNSS观测数据，建立基于星载GNSS的低轨卫星间时间同步模型，基于星载GNSS的低轨卫星间时间同步模型为第二低轨卫星间时间同步模型；联合求解模块，用于联合求解第一低轨卫星间时间同步模型和第二低轨卫星间时间同步模型，获得每个低轨卫星相对于地面的钟差；钟差运算模块，用于将每个低轨卫星的钟差进行差运算，使低轨卫星间时间同步。
本发明基于地面共钟跟踪站的低轨卫星时间同步和基于星载GNSS的低轨时间同步方法的优势互补，提供了高精度、高稳定性的低轨卫星时间同步信息。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明提供的低轨卫星间时间同步方法的流程图；
图2为本发明提供的低轨卫星间时间同步方法的结构框图；
图3为本发明提供的低轨卫星间时间同步函数模型的结构示意图；
图4为本发明提供的低轨卫星间时间参数估计流程。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明的目的是提供一种低轨卫星间时间同步方法及系统，通过将地面共钟跟踪站的低轨卫星观测数据和星载GNSS观测数据进行组合处理，提供了高精度、高稳定性的低轨卫星时间同步信息。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
一种低轨卫星间时间同步方法，所述方法包括：在地面布设多个地面共钟跟踪站，每个地面共钟跟踪站跟踪多个低轨卫星，获取每个地面共钟跟踪站的低轨卫星观测数据和每个低轨卫星的星载GNSS观测数据；所述低轨卫星观测数据包括：地面共钟跟踪站观测到的低轨卫星伪距、地面共钟跟踪站观测到的载波相位观测数据和地面共钟跟踪站的地心坐标；所述星载GNSS观测数据包括：低轨星载GNSS接收机观测到的星载GNSS伪距、低轨星载GNSS接收机观测到的星载的载波相位观测数据；根据所述低轨卫星观测数据，建立基于地面共钟跟踪站的低轨卫星间时间同步模型，作为第一低轨卫星间时间同步模型；根据所述星载GNSS观测数据，建立基于星载GNSS的低轨卫星间时间同步模型，作为第二低轨卫星间时间同步模型；联合求解所述第一低轨卫星间时间同步模型和所述第二低轨卫星间时间同步模型，获得多个低轨卫星相对于地面的钟差；将每个低轨卫星的钟差进行差运算，使低轨卫星间时间同步。
在地面站布设地面共钟跟踪站，各站配备高精度氢原子钟，并利用光纤时间传递技术对各站的氢原子钟进行时间和频率校准，使得地面共钟跟踪站之间时间保持同步。同时利用GNSS大地测量技术，对各个地面共钟跟踪站的地心坐标进行测定。
所述第一低轨卫星间时间同步模型包括第一低轨卫星间时间同步函数模型和第一随机模型；所述第一低轨卫星间时间同步函数模型为基于地面共钟跟踪站的低轨卫星间时间同步函数模型；所述第一低轨卫星间时间同步函数模型为：
Figure BDA0003059992400000101
所述第一随机模型为地面共钟跟踪站低轨观测量随机模型；所述第一随机模型为：/>
Figure BDA0003059992400000102
其中，i表示地面共钟跟踪站编号，可以写为i＝i1,i2...im，j表示低轨卫星编号，可以写为j＝j1,j2...jn，k表示历元编号，U表示低轨卫星标识，/>
Figure BDA0003059992400000103
为在k时刻i号地面共钟跟踪站观测到的j号低轨卫星的伪距，/>
Figure BDA0003059992400000104
为在k时刻i号地面共钟跟踪站观测到的j号低轨卫星的载波相位观测量，Tk为k时刻对流层延迟的映射函数，τk为k时刻对流层天顶延迟，dtr(i),k为k时刻的i号地面共钟跟踪站的接收机钟差参数，dtr(i1),k为k时刻的1号地面共钟跟踪站的接收机钟差参数，dtr(i2)，k为k时刻的2号地面共钟跟踪站的接收机钟差参数，dtr(im),k为k时刻的m号地面共钟跟踪站的接收机钟差参数，/>
Figure BDA0003059992400000105
为k时刻的j号低轨卫星的钟差参数，/>
Figure BDA0003059992400000106
为i号地面共钟跟踪站与j号低轨卫星的载波相位模糊度参数，/>
Figure BDA0003059992400000107
为k时刻i号地面共钟跟踪站观测到的j号低轨卫星的双频消电离层组合的伪距观测量噪声，/>
Figure BDA0003059992400000108
为k时刻i号地面共钟跟踪站观测到的j号低轨卫星的载波相位观测量噪声，/>
Figure BDA0003059992400000109
为k时刻的j号低轨卫星的轨道向量，/>
Figure BDA00030599924000001010
为k时刻i号地面共钟跟踪站的坐标与j号低轨卫星的坐标建立的系数向量，xk为k时刻低轨卫星的轨道向量，/>
Figure BDA00030599924000001011
为地面共钟跟踪站观测到的低轨卫星的双频消电离层组合的伪距观测量噪声，/>
Figure BDA00030599924000001012
为地面共钟跟踪站观测到的低轨卫星的载波相位观测量噪声，/>
Figure BDA00030599924000001013
为低轨卫星的伪距观测量噪声值，/>
Figure BDA00030599924000001014
为低轨卫星的载波相位观测量噪声值。
Figure BDA00030599924000001015
可由公式/>
Figure BDA00030599924000001016
来计算，其中，分子是一个向量，分母是向量的平方和，是个距离，所以A是一个系数向量。Xs为地面共钟跟踪站间的位置参数。
所述第二低轨卫星间时间同步模型包括第二低轨卫星间时间同步函数模型和第二随机模型；所述第二低轨卫星间时间同步函数模型为基于星载GNSS的低轨卫星间时间同步函数模型；所述第二低轨卫星间时间同步函数模型为：
Figure BDA0003059992400000111
所述第二随机模型为星载GNSS随机模型；所述第二随机模型为：/>
Figure BDA0003059992400000112
其中，所述l为低轨星载GNSS卫星编号，G为低轨星载GNSS卫星标识，/>
Figure BDA0003059992400000113
为k时刻的j号低轨星载GNSS接收机观测到的GNSS卫星的伪距，
Figure BDA0003059992400000114
为k时刻的j号低轨星载GNSS接收机观测到的载波相位观测量，/>
Figure BDA0003059992400000115
为k时刻的l号GNSS卫星钟差参数，dtU(j),k为k时刻的j号低轨卫星的钟差参数，/>
Figure BDA0003059992400000116
为k时刻j号低轨卫星坐标与l号低轨星载GNSS的坐标建立的系数向量，/>
Figure BDA0003059992400000117
为低轨星载GNSS接收机观测到的GNSS卫星的伪距观测量噪声，/>
Figure BDA0003059992400000118
为低轨星载GNSS接收机观测到的载波相位观测量噪声，/>
Figure BDA0003059992400000119
为GNSS卫星的伪距观测量噪声值，/>
Figure BDA00030599924000001110
为GNSS卫星的载波相位观测量噪声值。
由于低轨卫星相对于地面共钟跟踪站运行速度较快，地面共钟跟踪站在能观测到低轨卫星的情况下，采用卡尔曼滤波确定低轨卫星的有效过境时间窗口，可以利用自适应最优组合法进行解算。
所述联合求解所述第一低轨卫星间时间同步模型和所述第二低轨卫星间时间同步模型，获得多个低轨卫星相对于地面的钟差，具体包括：联合所述第一低轨卫星间时间同步函数模型和所述第二低轨卫星间时间同步函数模型，获得星、地联合低轨卫星间时间同步函数模型；利用经验权重法或赫尔默特方差分量法确定第一随机模型的比重和第二随机模型的比重，将确定比重后的第一随机模型和第二随机模型进行加权处理，建立综合随机模型；联合所述星、地联合低轨卫星间时间同步函数模型和所述综合随机模型，获得星、地联合低轨卫星间时间同步法方程；求解所述星、地联合低轨卫星间时间同步法方程，获得每个低轨卫星相对于地面的钟差。
经验权重是利用不同观测量的噪声水平进行确定的，通常取值为σP(G)＝0.3m，σφ(G)＝0.003m，σP(U)＝0.1m，σφ(U)＝0.001m。
所述根据所述低轨卫星观测数据，建立基于地面共钟跟踪站的低轨卫星间时间同步模型之前，还包括：对所述低轨卫星观测数据的对流层误差、电离层误差、潮汐误差和相对论效应误差进行校正；对所述星载GNSS观测数据的对流层误差、电离层误差、相对论效应误差和天线相位中心偏差进行校正。
通过对地面共钟跟踪站的低轨卫星观测数据和星载GNSS数据进行数据预处理，得到预处理后的数据。所述数据预处理包括：数据检查、野值探测与剔除和载波相位的周跳探测。
一种低轨卫星间时间同步系统，所述系统包括：低轨卫星观测数据获取模块，用于获取每个地面共钟跟踪站的低轨卫星观测数据；星载GNSS观测数据获取模块，用于获取每个低轨卫星的星载GNSS观测数据；第一低轨卫星间时间同步模型建立模块，用于根据所述低轨卫星观测数据，建立基于地面共钟跟踪站的低轨卫星间时间同步模型，所述基于地面共钟跟踪站的低轨卫星间时间同步模型为第一低轨卫星间时间同步模型；第二低轨卫星间时间同步模型建立模块，用于根据所述星载GNSS观测数据，建立基于星载GNSS的低轨卫星间时间同步模型，所述基于星载GNSS的低轨卫星间时间同步模型为第二低轨卫星间时间同步模型；联合求解模块，用于联合求解所述第一低轨卫星间时间同步模型和所述第二低轨卫星间时间同步模型，获得每个低轨卫星相对于地面的钟差；钟差运算模块，用于将每个低轨卫星的钟差进行差运算，使低轨卫星间时间同步。
所述第一低轨卫星间时间同步模型建立模块包括第一低轨卫星间时间同步函数模型和第一随机模型；所述第一低轨卫星间时间同步函数模型为基于地面共钟跟踪站的低轨卫星间时间同步函数模型；所述第一低轨卫星间时间同步函数模型为：
Figure BDA0003059992400000121
所述第一随机模型为地面共钟跟踪站低轨观测量随机模型；所述第一随机模型为：/>
Figure BDA0003059992400000122
其中，i表示地面共钟跟踪站编号，可以写为i＝i1,i2...im，j表示低轨卫星编号，可以写为j＝j1,j2...jn，k表示历元编号，U表示低轨卫星标识，/>
Figure BDA0003059992400000131
为在k时刻i号地面共钟跟踪站观测到的j号低轨卫星的伪距，/>
Figure BDA0003059992400000132
为在k时刻i号地面共钟跟踪站观测到的j号低轨卫星的载波相位观测量，Tk为k时刻对流层延迟的映射函数，τk为k时刻对流层天顶延迟，dtr(i),k为k时刻的i号地面共钟跟踪站的接收机钟差参数，dtr(i1),k为k时刻的1号地面共钟跟踪站的接收机钟差参数，dtr(i2),k为k时刻的2号地面共钟跟踪站的接收机钟差参数，dtr(im),k为k时刻的m号地面共钟跟踪站的接收机钟差参数，/>
Figure BDA0003059992400000133
为k时刻的j号低轨卫星的钟差参数，/>
Figure BDA0003059992400000134
为i号地面共钟跟踪站与j号低轨卫星的载波相位模糊度参数，/>
Figure BDA0003059992400000135
为k时刻i号地面共钟跟踪站观测到的j号低轨卫星的双频消电离层组合的伪距观测量噪声，/>
Figure BDA0003059992400000136
为k时刻i号地面共钟跟踪站观测到的j号低轨卫星的载波相位观测量噪声，/>
Figure BDA0003059992400000137
为k时刻的j号低轨卫星的轨道向量，/>
Figure BDA0003059992400000138
为k时刻i号地面共钟跟踪站的坐标与j号低轨卫星的坐标建立的系数向量，xk为k时刻低轨卫星的轨道向量，/>
Figure BDA0003059992400000139
为地面共钟跟踪站观测到的低轨卫星的双频消电离层组合的伪距观测量噪声，/>
Figure BDA00030599924000001310
为地面共钟跟踪站观测到的低轨卫星的载波相位观测量噪声，/>
Figure BDA00030599924000001311
为低轨卫星的伪距观测量噪声值，/>
Figure BDA00030599924000001312
为低轨卫星的载波相位观测量噪声值。P(U)表示低轨卫星跟踪站观测到的低轨卫星伪距，φ(U)表示低轨卫星跟踪站观测到的载波相位双频消电离层组合观测量，A表示低轨卫星的轨道向量x的系数向量，T表示对流层延迟映射函数，τ表示天顶对流层延迟参数，dtr(i)表示地面接收机钟差参数，dtU表示低轨卫星的钟差参数，/>
Figure BDA00030599924000001313
表示模糊度参数，ε表示观测量的噪声。
所述天顶对流层延迟作为常数进行估计或者表现为随机游走过程，所述低轨卫星钟差作为白噪声逐历元估计，所述相位模糊度在连续无周跳情况下作为常数估计。
所述第二低轨卫星间时间同步模型建立模块包括第二低轨卫星间时间同步函数模型和第二随机模型；所述第二低轨卫星间时间同步函数模型为基于星载GNSS的低轨卫星间时间同步函数模型；所述第二低轨卫星间时间同步函数模型为：
Figure BDA00030599924000001314
所述第二随机模型为星载GNSS随机模型；所述第二随机模型为：/>
Figure BDA0003059992400000141
其中，所述l为低轨星载GNSS卫星编号，G为低轨星载GNSS卫星标识，/>
Figure BDA0003059992400000142
为k时刻的j号低轨星载GNSS接收机观测到的GNSS卫星的伪距，
Figure BDA0003059992400000143
为k时刻的j号低轨星载GNSS接收机观测到的载波相位观测量，/>
Figure BDA0003059992400000144
为k时刻的l号GNSS卫星钟差参数，dtU(j),k为k时刻的j号低轨卫星的钟差参数，/>
Figure BDA0003059992400000145
为k时刻j号低轨卫星坐标与l号低轨星载GNSS的坐标建立的系数向量，/>
Figure BDA0003059992400000146
为低轨星载GNSS接收机观测到的GNSS卫星的伪距观测量噪声，/>
Figure BDA0003059992400000147
为低轨星载GNSS接收机观测到的载波相位观测量噪声，/>
Figure BDA0003059992400000148
为GNSS卫星的伪距观测量噪声值，/>
Figure BDA0003059992400000149
为GNSS卫星的载波相位观测量噪声值。P(G)表示低轨星载GNSS接收机观测到的GNSS卫星的伪距，φ(G)表示低轨星载GNSS接收机观测到的载波相位双频消电离层组合观测量，dt表示GNSS卫星钟差参数，dtU表示低轨卫星的钟差参数。
所述GNSS卫星坐标和GNSS卫星钟差由IGS分析中心提供，所述天顶对流层延迟作为常数进行估计或者表现为随机游走过程，所述低轨卫星钟差作为高斯白噪声逐历元估计。
所述联合求解模块包括：函数模型联合子模块，用于联合所述第一低轨卫星间时间同步函数模型和所述第二低轨卫星间时间同步函数模型，获得低轨卫星间时间同步函数模型；随机模型建立子模块，用于利用经验权重法或赫尔默特方差分量确定第一随机模型的比重和第二随机模型的比重，将确定比重后的第一随机模型和第二随机模型进行加权处理，建立综合随机模型；方程建立子模块，用于联合所述星、地联合低轨卫星间时间同步函数模型和所述综合随机模型，获得星、地联合低轨卫星间时间同步法方程；方程求解子模块，用于求解所述星、地联合低轨卫星间时间同步法方程，获得每个低轨卫星相对于地面的钟差。
所述系统还包括：低轨卫星观测数据校正模块，用于对所述低轨卫星观测数据的对流层误差、电离层误差、潮汐误差和相对论效应误差进行校正；星载GNSS观测数据校正模块，用于对所述星载GNSS观测数据的对流层误差、电离层误差、相对论效应误差和天线相位中心偏差进行校正。
第一步，在地面布设不少于四个的地面共钟跟踪站，站间距离不低于100km，各站配备高精度氢原子钟，并利用光纤时间传递技术对各站的氢原子钟进行时间和频率校准，使得地面共钟跟踪站之间时间保持同步。利用GNSS定位技术对跟踪站进行高精度的定位，获取地心坐标系下地面共钟跟踪站的高精度坐标。通过该步骤，实现了地面共钟跟踪站间的位置参数Xs和时间参数的确定。同时利用GNSS大地测量技术，对各个地面共钟跟踪站的地心坐标进行测定。
第二步，获取地面共钟站的低轨卫星伪距、载波相位观测数据及跟踪站地心坐标，同时获取星载GNSS伪距、载波相位观测数据及GNSS精密卫星轨道、卫星钟差产品。
第三步，如图2所示，通过对地面跟踪站低轨卫星观测数据和星载GNSS数据并行运行数据预处理模块，包括数据检查，野值探测与剔除及载波相位的周跳探测等功能，得到干净的数据。接着对地面跟踪站低轨观测数据进行对流层、电离层、潮汐以及相对论效应等误差的改正工作，并对星载GNSS观测数据进行对流层、电离层、相对论效应及天线相位中心的改正工作。随后分别形成基于地面共钟跟踪站的低轨卫星间时间同步函数模型和基于星载GNSS的低轨卫星间时间同步函数模型，进一步形成星、地联合的低轨卫星间时间同步函数模型。
第四步，如图3所示，结合基于地面共钟跟踪站的低轨卫星时间同步随机模型和基于星载GNSS的低轨卫星时间同步随机模型，利用经验权对低轨卫星进一步计算出星、地联合的低轨卫星时间同步的法方程，利用马尔科夫白噪声过程对低轨卫星钟差参数进行估计。利用各个卫星的钟差参数建立低轨卫星的时间尺度，最终实现低轨卫星间的时间同步。
本发明提供的一种基于地面多模GNSS数据和星载GNSS观测量进行中高轨导航卫星和低轨卫星实时钟差并行估计、超短期实时精密钟差预报方法从而提高中高轨导航卫星和低轨卫星实时精密钟差的估计和预报精度的导航卫星和低轨卫星实时钟差确定及预报方法和系统。
本发明的有益效果是：
第一，实现基于地面共钟跟踪站的低轨卫星时间同步和基于星载GNSS的低轨时间同步方法的优势互补，提供了高精度、高稳定性的低轨卫星时间同步信息；
本发明将高精度地面共钟跟踪站的低轨卫星观测数据和星载GNSS观测数据进行组合处理，弥补了当前星载GNSS时间传递技术短期无约束、长期易漂移的不足，实现了两种技术手段的优势互补，其组合结果可以同时输出高精度的低轨卫星轨道信息和钟差信息，可以直接应用于低轨卫星时间同步。
第二，有效利用了地面共钟跟踪站的低轨观测信息，为低轨卫星间的时间同步提供了新途径。
由于地面共钟跟踪站间的时间系统并不统一，导致在当前的低轨卫星时间同步中，很难分离出地面共钟跟踪站接收机钟差和低轨卫星钟差。本发明将地面共钟跟踪站观测信息应用到了低轨卫星时间同步当中，既可以有效提升低轨卫星钟差参数的估计精度，也为低轨卫星钟差参数的获取提供了新途径，对于低轨卫星间时间同步的研究具有重要意义。
第三，有效的降低了对星载GNSS获取的低轨卫星钟差参数的噪声，加速了低轨卫星间时间参数解算的收敛速度；
将高可靠性的地面共钟跟踪站的低轨观测数据融入到低轨卫星间的时间同步中，可以约束星载GNSS求解低轨卫星钟差的强度，加快其收敛速度。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的系统而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1.一种低轨卫星间时间同步方法，其特征在于，所述方法包括：
在地面布设多个地面共钟跟踪站，每个地面共钟跟踪站跟踪多个低轨卫星，获取每个地面共钟跟踪站的低轨卫星观测数据和每个低轨卫星的星载GNSS观测数据；所述低轨卫星观测数据包括：地面共钟跟踪站观测到的低轨卫星伪距、地面共钟跟踪站观测到的载波相位观测数据和地面共钟跟踪站的地心坐标；所述星载GNSS观测数据包括：低轨星载GNSS接收机观测到的星载GNSS伪距、低轨星载GNSS接收机观测到的星载的载波相位观测数据；
根据所述低轨卫星观测数据，建立基于地面共钟跟踪站的低轨卫星间时间同步模型，作为第一低轨卫星间时间同步模型；
根据所述星载GNSS观测数据，建立基于星载GNSS的低轨卫星间时间同步模型，作为第二低轨卫星间时间同步模型；
联合求解所述第一低轨卫星间时间同步模型和所述第二低轨卫星间时间同步模型，获得多个低轨卫星相对于地面的钟差；
将每个低轨卫星的钟差进行差运算，使低轨卫星间时间同步。
2.根据权利要求1所述的低轨卫星间时间同步方法，其特征在于，所述第一低轨卫星间时间同步模型包括第一低轨卫星间时间同步函数模型和第一随机模型；
所述第一低轨卫星间时间同步函数模型为基于地面共钟跟踪站的低轨卫星间时间同步函数模型；所述第一低轨卫星间时间同步函数模型为：
Figure FDA0003059992390000011
所述第一随机模型为地面共钟跟踪站低轨观测量随机模型；所述第一随机模型为：
Figure FDA0003059992390000012
其中，i表示地面共钟跟踪站编号，j表示低轨卫星编号，k表示历元编号，U表示低轨卫星标识，
Figure FDA0003059992390000021
为在k时刻i号地面共钟跟踪站观测到的j号低轨卫星的伪距，/>
Figure FDA0003059992390000022
为在k时刻i号地面共钟跟踪站观测到的j号低轨卫星的载波相位观测量，Tk为k时刻对流层延迟的映射函数，τk为k时刻对流层天顶延迟，dtr(i),k为k时刻的i号地面共钟跟踪站的接收机钟差参数，dtr(i1),k为k时刻的1号地面共钟跟踪站的接收机钟差参数，dtr(i2),k为k时刻的2号地面共钟跟踪站的接收机钟差参数，dtr(im),k为k时刻的m号地面共钟跟踪站的接收机钟差参数，/>
Figure FDA0003059992390000023
为k时刻的j号低轨卫星的钟差参数，/>
Figure FDA0003059992390000024
为i号地面共钟跟踪站与j号低轨卫星的载波相位模糊度参数，/>
Figure FDA0003059992390000025
为k时刻i号地面共钟跟踪站观测到的j号低轨卫星的双频消电离层组合的伪距观测量噪声，/>
Figure FDA0003059992390000026
为k时刻i号地面共钟跟踪站观测到的j号低轨卫星的载波相位观测量噪声，/>
Figure FDA0003059992390000027
为k时刻的j号低轨卫星的轨道向量，/>
Figure FDA0003059992390000028
为k时刻i号地面共钟跟踪站的坐标与j号低轨卫星的坐标建立的系数向量，xk为k时刻低轨卫星的轨道向量，/>
Figure FDA0003059992390000029
为地面共钟跟踪站观测到的低轨卫星的双频消电离层组合的伪距观测量噪声，/>
Figure FDA00030599923900000210
为地面共钟跟踪站观测到的低轨卫星的载波相位观测量噪声，/>
Figure FDA00030599923900000211
为低轨卫星的伪距观测量噪声值，/>
Figure FDA00030599923900000212
为低轨卫星的载波相位观测量噪声值。
3.根据权利要求2所述的低轨卫星间时间同步方法，其特征在于，所述第二低轨卫星间时间同步模型包括第二低轨卫星间时间同步函数模型和第二随机模型；
所述第二低轨卫星间时间同步函数模型为基于星载GNSS的低轨卫星间时间同步函数模型；所述第二低轨卫星间时间同步函数模型为：
Figure FDA00030599923900000213
所述第二随机模型为星载GNSS随机模型；所述第二随机模型为：
Figure FDA00030599923900000214
其中，所述l为低轨星载GNSS卫星编号，G为低轨星载GNSS卫星标识，
Figure FDA00030599923900000215
为k时刻的j号低轨星载GNSS接收机观测到的GNSS卫星的伪距，/>
Figure FDA0003059992390000031
为k时刻的j号低轨星载GNSS接收机观测到的载波相位观测量，/>
Figure FDA0003059992390000032
为k时刻的l号GNSS卫星钟差参数，dtU(j),k为k时刻的j号低轨卫星的钟差参数，/>
Figure FDA0003059992390000033
为k时刻j号低轨卫星坐标与l号低轨星载GNSS的坐标建立的系数向量，/>
Figure FDA0003059992390000034
为低轨星载GNSS接收机观测到的GNSS卫星的伪距观测量噪声，/>
Figure FDA0003059992390000035
为低轨星载GNSS接收机观测到的载波相位观测量噪声，/>
Figure FDA0003059992390000036
为GNSS卫星的伪距观测量噪声值，/>
Figure FDA0003059992390000037
为GNSS卫星的载波相位观测量噪声值。
4.根据权利要求3所述的低轨卫星间时间同步方法，其特征在于，所述联合求解所述第一低轨卫星间时间同步模型和所述第二低轨卫星间时间同步模型，获得多个低轨卫星相对于地面的钟差，具体包括：
联合所述第一低轨卫星间时间同步函数模型和所述第二低轨卫星间时间同步函数模型，获得星、地联合低轨卫星间时间同步函数模型；
利用经验权重法或赫尔默特方差分量法确定第一随机模型的比重和第二随机模型的比重，将确定比重后的第一随机模型和第二随机模型进行加权处理，获得综合随机模型；
联合所述星、地联合低轨卫星间时间同步函数模型和所述综合随机模型，获得星、地联合低轨卫星间时间同步法方程；
求解所述星、地联合低轨卫星间时间同步法方程，获得每个低轨卫星相对于地面的钟差。
5.根据权利要求1所述的低轨卫星间时间同步方法，其特征在于，所述根据所述低轨卫星观测数据，建立基于地面共钟跟踪站的低轨卫星间时间同步模型之前，还包括：
对所述低轨卫星观测数据的对流层误差、电离层误差、潮汐误差和相对论效应误差进行校正；
对所述星载GNSS观测数据的对流层误差、电离层误差、相对论效应误差和天线相位中心偏差进行校正。
6.一种低轨卫星间时间同步系统，其特征在于，所述系统包括：
低轨卫星观测数据获取模块，用于获取每个地面共钟跟踪站的低轨卫星观测数据；
星载GNSS观测数据获取模块，用于获取每个低轨卫星的星载GNSS观测数据；
第一低轨卫星间时间同步模型建立模块，用于根据所述低轨卫星观测数据，建立基于地面共钟跟踪站的低轨卫星间时间同步模型，所述基于地面共钟跟踪站的低轨卫星间时间同步模型为第一低轨卫星间时间同步模型；
第二低轨卫星间时间同步模型建立模块，用于根据所述星载GNSS观测数据，建立基于星载GNSS的低轨卫星间时间同步模型，所述基于星载GNSS的低轨卫星间时间同步模型为第二低轨卫星间时间同步模型；
联合求解模块，用于联合求解所述第一低轨卫星间时间同步模型和所述第二低轨卫星间时间同步模型，获得每个低轨卫星相对于地面的钟差；
差运算模块，用于将每个低轨卫星的钟差进行差运算，使低轨卫星间时间同步。
7.根据权利要求6所述的低轨卫星间时间同步系统，其特征在于，所述第一低轨卫星间时间同步模型建立模块包括第一低轨卫星间时间同步函数模型和第一随机模型；
所述第一低轨卫星间时间同步函数模型为基于地面共钟跟踪站的低轨卫星间时间同步函数模型；所述第一低轨卫星间时间同步函数模型为：
Figure FDA0003059992390000041
所述第一随机模型为：
Figure FDA0003059992390000042
其中，i表示地面共钟跟踪站编号，j表示低轨卫星编号，k表示历元编号，U表示低轨卫星标识，
Figure FDA0003059992390000043
为在k时刻i号地面共钟跟踪站观测到的j号低轨卫星的伪距，/>
Figure FDA0003059992390000044
为在k时刻i号地面共钟跟踪站观测到的j号低轨卫星的载波相位观测量，Tk为k时刻对流层延迟的映射函数，τk为k时刻对流层天顶延迟，dtr(i),k为k时刻的i号地面共钟跟踪站的接收机钟差参数，dtr(i1),k为k时刻的1号地面共钟跟踪站的接收机钟差参数，dtr(i2),k为k时刻的2号地面共钟跟踪站的接收机钟差参数，dtr(im),k为k时刻的m号地面共钟跟踪站的接收机钟差参数，/>
Figure FDA0003059992390000051
为k时刻的j号低轨卫星的钟差参数，/>
Figure FDA0003059992390000052
为i号地面共钟跟踪站与j号低轨卫星的载波相位模糊度参数，/>
Figure FDA0003059992390000053
为k时刻i号地面共钟跟踪站观测到的j号低轨卫星的双频消电离层组合的伪距观测量噪声，/>
Figure FDA0003059992390000054
为k时刻i号地面共钟跟踪站观测到的j号低轨卫星的载波相位观测量噪声，/>
Figure FDA0003059992390000055
为k时刻的j号低轨卫星的轨道向量，/>
Figure FDA0003059992390000056
为k时刻i号地面共钟跟踪站的坐标与j号低轨卫星的坐标建立的系数向量，xk为k时刻低轨卫星的轨道向量，/>
Figure FDA0003059992390000057
为地面共钟跟踪站观测到的低轨卫星的双频消电离层组合的伪距观测量噪声，/>
Figure FDA0003059992390000058
为地面共钟跟踪站观测到的低轨卫星的载波相位观测量噪声，/>
Figure FDA0003059992390000059
为低轨卫星的伪距观测量噪声值，/>
Figure FDA00030599923900000510
为低轨卫星的载波相位观测量噪声值。
8.根据权利要求7所述的低轨卫星间时间同步系统，其特征在于，所述第二低轨卫星间时间同步模型建立模块包括第二低轨卫星间时间同步函数模型和第二随机模型；
所述第二低轨卫星间时间同步函数模型为：
Figure FDA00030599923900000511
所述第二随机模型为：
Figure FDA00030599923900000512
其中，所述l为低轨星载GNSS卫星编号，G为低轨星载GNSS卫星标识，
Figure FDA00030599923900000513
为k时刻的j号低轨星载GNSS接收机观测到的GNSS卫星的伪距，/>
Figure FDA00030599923900000514
为k时刻的j号低轨星载GNSS接收机观测到的载波相位观测量，/>
Figure FDA00030599923900000515
为k时刻的l号GNSS卫星钟差参数，dtU(j),k为k时刻的j号低轨卫星的钟差参数，/>
Figure FDA00030599923900000516
为k时刻j号低轨卫星坐标与l号低轨星载GNSS的坐标建立的系数向量，/>
Figure FDA00030599923900000517
为低轨星载GNSS接收机观测到的GNSS卫星的伪距观测量噪声，/>
Figure FDA0003059992390000061
为低轨星载GNSS接收机观测到的载波相位观测量噪声，/>
Figure FDA0003059992390000062
为GNSS卫星的伪距观测量噪声值，/>
Figure FDA0003059992390000063
为GNSS卫星的载波相位观测量噪声值。
9.根据权利要求8所述的低轨卫星间时间同步系统，其特征在于，所述联合求解模块包括：
函数模型联合子模块，用于联合所述第一低轨卫星间时间同步函数模型和所述第二低轨卫星间时间同步函数模型，获得星、地联合低轨卫星间时间同步函数模型；
随机模型建立子模块，用于利用经验权重法或赫尔默特方差分量法确定第一随机模型的比重和第二随机模型的比重，将确定比重后的第一随机模型和第二随机模型进行加权处理，建立综合随机模型；
方程建立子模块，用于联合所述星、地联合低轨卫星间时间同步函数模型和所述综合随机模型，获得星、地联合低轨卫星间时间同步法方程；
方程求解子模块，用于求解所述星、地联合低轨卫星间时间同步法方程，获得每个低轨卫星相对于地面的钟差。
10.根据权利要求6所述的低轨卫星间时间同步系统，其特征在于，所述系统还包括：
低轨卫星观测数据校正模块，用于对所述低轨卫星观测数据的对流层误差、电离层误差、潮汐误差和相对论效应误差进行校正；
星载GNSS观测数据校正模块，用于对所述星载GNSS观测数据的对流层误差、电离层误差、相对论效应误差和天线相位中心偏差进行校正。
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