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卫星星载原子钟是整个系统的核心部分,为此,建立精密卫星钟差模型,实现高精度的卫星钟差预报是非常重要的。本文基于超快星历卫星钟差产品进行分析与预报研究。主要内容如下:(1)介绍了IGS组织包括其组织结构和其内部部门职能,之后介绍了IGS所发布的产品类型及各类型产品的精度与实效性分析。简单介绍卫星钟稳定性评价标准,概略介绍了现在运行的四大卫星导航系统原子钟的稳定性等。(2)比较了现有的四种星历,对比了四种星历的精度与实效性:基于平衡精度与时间延迟需求,本文基于超快星历卫星钟差观测部分数据进行研究,利用IGU超快星历卫星钟差前24小时数据拟合建模,对后24小时进行预报,实现实时的卫星钟差预报。(3)介绍了线性及二次多项式模型,灰色模型和ARIMA模型等常用预报模型,从24小时的预报结果来看,新型卫星的钟差预报精度要高于老旧卫星的钟差预报精度,现有的IGU超快星历钟差预报模型已经不再适用于新型的Block IIF型卫星和BlockIIR-M型卫星,需要建立新的预报模型,新的预报模型应该根据卫星的类型和稳定性分别建立。(4)介绍小波分析基本理论,之后引出小波多尺度分析理论,将小波多尺度分析用于分析卫星钟差时间序列。利用选取的DB5小波将卫星钟差拟合残差进行了4层分解,根据卫星的类型选取了若干颗卫星钟差进行分析,根据分析的结果得出:本文主要提取出明显的周期项有2cycle/day和4cycle/day。Block IIF型25号和32号卫星的A4和D4层周期信号特别显著。所有类型卫星钟的D4层周期谐波都显著,表明4cycle/day的周期项在每颗卫星的钟差序列中都存在。A4层存在的周期性变化是一个主要的周期项对卫星钟差的影响最大,其次是D4层存在的谐波周期项,Block IIF型号卫星的谐波振幅明显小于其他三种类型卫星的谐波振幅,这表明在轨时间短的卫星钟更稳定,钟差时间序列中谐波的振幅要小,波动更平稳;反之在轨服役时间长的卫星,易受环境因素影响,钟差时间序列中谐波的振幅要大,波动不平稳。(5)阐述基于小波多尺度分析卫星钟差建模的原理与步骤,对模型中钟差时间序列趋势项的获取,小波函数的选取,分解层数进行了说明,结合卫星钟差的周期性分析对每一层选择了不同的函数模型进行拟合预报。对预报结果与IGU超快星历预报钟差进行了对比分析,表明在大部分卫星钟差预报中,小波多尺度模型预报精度要优于IGU超快星历预报钟差,小波多尺度模型预报钟差比IGU预报钟差精度分别提高:6小时18%,12小时16%,24小时31%。