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时间作为事件发生的标签，其在卫星导航定位领域有着举足轻重的意义。地面接收机要想实现定位的目的，必须要接收卫星发射的导航电文，而导航电文中的时刻大多与卫星原子钟有关，故对星载原子钟进行时频特性分析有助于实时监控原子钟的状态，从而保障卫星的健康正常运转。 实时精密单点定位是未来卫星导航定位的发展趋势，其实现方式之一是采用超快速轨道和钟差产品进行定位。随着卫星超快速轨道产品精度的大力提升，而超快速钟差产品却迟滞不前，故而加大对超快速钟差预报的研究对于加速实时精密单点定位技术‘最后一公里’有着重要的意义。 星载原子钟的时频特性分析结论为超快速钟差的建模预报奠定了理论基础，因而本文在紧密结合上述两个研究目标的前提下，对本文研究内容和主要创新点进行了如下归纳： 1）针对目前时频技术方差分析软件不开源的问题，本文结合各种文献资料开发出具有桂林电子科技大学自主知识产权的名为LANLAN的方差技术Matlab语言工具包，并成功应用到原子钟的时频特性分析上； 2）运用自主开发的方差技术工具包对GNSS星载原子钟进行分析，得出如下结论：在原子钟噪声种类方面，QZSS系统最多（5种），其次是GPS系统和BDS系统，再其次是GLONASS系统，最少的是GALILEO系统；就卫星系统整体稳定性性能方面而言，GALILEO系统最佳，其次GPS系统、QZSS系统和BDS系统，最差为GLONASS系统； 3）采用混沌加权一阶局域法对超快速钟差进行预报分析，得出传统的谱分析模型预报精度与IGU-P产品精度保持一致，因此，足以对实验室进行钟差产品开发提供借鉴价值； 4）本文设计了一套基于谱分析模型的起点偏差修正公式，通过判断各模型预报数据的第一个值是否在IGU-O差分序列之外来进行修正。针对GPS卫星的仿真实验结果显示：起点偏差修正方法对仿真实验采用的三种预报方法在IIR、IIR-M和IIF类型卫星上的平均精度提升率分别为0.60%、0.69%和1.37%，且该方法促使修正后的模型精度在GPS大部分卫星上面优于IGU-P产品；针对BDS卫星的仿真实验结果显示：对适用该套修正公式的BDS卫星而言，其ISU-P产品精度提升幅度最大为2.03%，最低为0.53%。