差分组合模型在BDS卫星钟差预测中的应用

王建敏，李 特，吕 楠，冯 源

（辽宁工程技术大学 测绘与地理科学学院，辽宁 阜新 123000）

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全球卫星导航系统（global navigation satellite system, GNSS）是一种基于卫星星座的空基无线电导航定位系统，其建立和应用是世界大国的高精技术竞争的重点之一。为建设世界一流的卫星导航系统，更好地为全球用户提供可靠有效的基础服务，我国于1994年开始自主研发北斗卫星导航系统（BeiDou navigation satellite system, BDS），截止到2020年6月23日，北斗三号全球卫星导航系统即北斗三号（BeiDou-3 navigation satellite system, BDS-3）最后一颗全球组网卫星在西昌卫星发射中心点火升空，至此北斗三号基本全部建成。作为一种基于时间测量的系统，BDS导航定位等服务精度和实时性均受到时间精度的影响，而卫星钟差获取的滞后性，对BDS的应用造成了较大影响，因此，利用卫星钟差数据建模并进行预报，具有非常重要的意义和价值。

目前，国内外学者提出了多种钟差预测方法和模型，如二次多项式模型、灰色模型、自回归滑动平均模型、神经网络模型及卡尔曼滤波模型等。文献[7]采用求和自回归滑动平均（autoregressive integrated move average, ARIMA）模型对卫星钟差建模预报，同时，利用动态精密单点定位分析确定最优建模时长和最优预报时长，得到ARIMA模型在 GNSS钟差短期预报中，精度可达 2.5 ns以下的结论。文献[8]将遗忘因子最小二乘法和系数优化因子引入灰色模型（gray model, GM）中，构成PGM（1,1）模型，有效提高了模型在钟差预测中的自适应能力。文献[9]将限制幅度值和预测惩罚机制加入反向传播（back propagation, BP）神经网络模型，提高了氢原子钟的钟差预测精度。……