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Efectos relativistas en la sincronización precisa de tiempo bidireccional entre satélite y tierra

Autores: Guo, Yanming; Bai, Yan; Gao, Shuaihe; Pan, Zhibing; Han, Zibin; Zou, Decai; Lu, Xiaochun; Zhang, Shougang

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2021

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Acceso abierto

Artículo científico
2021

Efectos relativistas en la sincronización precisa de tiempo bidireccional entre satélite y tierra


Categoría

Gestión y administración

Subcategoría

Gestión de la tecnología y la inovación

Palabras clave

Reloj
Nave espacial
Sincronización de tiempo
Microondas bidireccional
Efectos relativistas
Corrección de precisión

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 1

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
Un reloj óptico ultrahigh preciso (reloj óptico espacial) se instalará a bordo de una nave espacial de baja órbita (una expresión habitual para un satélite de baja órbita que opera en una órbita a una altitud de menos de 1000 km) en el futuro, que se espera que obtenga un mejor rendimiento en frecuencia de tiempo en un entorno de microgravedad y proporcione la posible realización de sincronización de tiempo ultrahigh precisa a larga distancia. El avance del método de sincronización de tiempo bidireccional por microondas puede ofrecer una solución efectiva para desarrollar tecnología de transferencia de frecuencia de tiempo. En este estudio, nos centramos en un método de sincronización de tiempo bidireccional precisa satélite-tierra y presentamos sus aspectos clave. Para reducir los efectos relativistas en la sincronización de tiempo bidireccional precisa, proponemos un método de corrección de alta precisión. Mostramos los resultados de pruebas utilizando datos simulados con efectos completamente realistas como retrasos atmosféricos, errores de órbita y gravedad terrestre, y demostramos el rendimiento satisfactorio de los métodos. La precisión del método de corrección de errores relativistas se investiga en términos de error de actitud de la nave espacial, error de calibración del centro de fase (el error residual después de calibrar el desplazamiento del centro de fase) y error de determinación precisa de órbita (POD). Los resultados muestran que el error de calibración del centro de fase y el error de POD contribuyen en gran medida al residual de la corrección relativista, en aproximadamente 0.1~0.3 ps, y se puede lograr una precisión de sincronización de tiempo mejor que 0.6 ps con nuestros métodos propuestos. En conclusión, el método de corrección de errores relativistas es efectivo, y el método de sincronización de tiempo bidireccional precisa satélite-tierra produce resultados más precisos. Los resultados del sistema de sincronización de tiempo bidireccional Beidou solo pueden lograr una precisión sub-ns, mientras que la precisión final obtenida por los métodos en este documento se puede mejorar a nivel de ps.

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