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Characterizing clock-induced errors in laser-communication-based inter-satellite ranging
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AI
DOI：10.1007/s12567-026-00699-y.png)
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摘要
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高精度星间测距对于微小卫星任务中的编队飞行、自主导航和科学测量至关重要。激光通信终端（LCT）提供了同时进行数据传输和测距的机会，但其双用途对星上时钟和定时电子设备提出了严格的要求。本文研究了由时钟引起的定时误差对运行在近地小行星99942阿波菲斯附近的立方星之间基于LCT的双向测距的影响。提出了一种方法来统一数据表中提供的时钟噪声规范，生成微秒至小时积分周期内的实际定时误差。利用高保真轨道模拟，分析了共面和非共面两种轨道构型，以评估卫星相对几何形状如何影响时钟误差在测距、轨道确定和阿波菲斯引力参数估计中的传播。结果表明，星间链路（ISL）可以减小沿地球基多普勒约束较弱方向的轨道确定误差——在共面编队中从1-3米降至0.1-0.3米，在非共面编队中甚至更低，对应于一到两个数量级的改进。即使在高性能时钟下，子系统级噪声（如探测器抖动和时间标记）仍可能限制可实现的精度。该方法为优化导航性能和科学回报提供了适用于广泛微小卫星任务的框架，指导时钟选择、编队几何和系统设计。
Keyword:
Laser communication terminal
Data-aided ranging
Two-way ranging
Clock noise modeling
Inter-satellite links
Small-body missions
期刊
C
IF:
1.8
论文数:
65
被引数:
814
机构
引用论文
An optical communications link design tool for long-term mission planning for deep-space missions用于深空任务长期任务规划的光通信链路设计工具
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