Влияние космической среды на ход бортовых часов

А. В. Сальцберг, Е. В. Тимошенкова, К. Г. Шупен

Труды ИПА РАН, вып. 52, 57–62 (2020)

DOI: 10.32876/ApplAstron.52.57-62

Ключевые слова: ГНСС, космическая среда, солнечная активность, геомагнитная активность, бортовые стандарты частоты, шкалы времени, частотно-временные поправки

Аннотация

Космические часы играют важную роль в успешном выполнении целевых задач различных космических программ. При этом особую значимость приобретает задача оценки критических эффектов влияния космической среды на поведение часов на борту КА. Основные эффекты успешно моделируются и учитываются на этапе разработки прецизионных часов. Однако ввиду постоянного улучшения точностных характеристик квантовых генераторов частоты, используемых в составе бортовых часов ГНСС, возникает необходимость идентификации и корректного учета невоспроизводимых при наземной экспериментальной отработке эффектов, являющихся следствием воздействия космической среды на КА. Цель работы – обзор отдельных факторов космической среды, в отношении которых влияние на космические часы установлено, находится на стадии рассмотрения либо есть предположения о наличии зависимостей. В контексте данной работы речь идет именно о влиянии данных факторов на ход космических часов, а не об эффектах, возникающих в радиотехническом (или оптическом) тракте распространения сигнала. Эффекты трассы распространения компенсируются использованием комбинации измерений на нескольких частотах (ионосфера) или построением высокоточных априорных моделей и другими методами. Эффекты первых порядков успешно моделируются и учитываются при разработке прецизионных часов. Однако ввиду постоянного улучшения точностных характеристик квантовых генераторов частоты, используемых в составе бортовых часов ГНСС, появляется необходимость идентификации и корректного учета невоспроизводимых при наземной экспериментальной отработке эффектов малых порядков, возникающих вследствие воздействия космической среды на КА, которые могут быть пропущены при построении моделей. Поскольку существует множество разнообразных факторов, связанных с космической средой, так же как и систем, участвующих в выполнении целевой задачи КА, то проследить все возможные корреляции между ними не представляется возможным. В данной работе рассмотрено влияние ряда факторов солнечной и геомагнитной активности на работу бортовых часов. Выполнен обзор актуальных исследований влияния космической среды на бортовые часы, построенные на различных физических принципах. На основе данных измерений проведен анализ взаимосвязей между параметрами солнечной и геомагнитной активности и поведением шкал времени бортовых часов КА систем ГЛОНАСС и GPS.

Цитирование