近年来,随着航天事业的蓬勃发展,商业卫星凭借其能够充分发挥卫星剩余空间和超强通信能力的优势,数量不断攀升。而其中,如何实现星载时钟低成本、高精度的需求成为了航天界一大研究热点。星载时钟的稳定性和精确度是影响导航定位精度最重要的因素,目前精度最高的星载时钟是原子钟,但因原子钟成本极高,航天界学者们将视线转至了石英晶体振荡器。晶振成本低,但精度易受老化和环境温度等因素影响,稳定性较差。因此本文提出预测算法对晶振频率漂移进行预测,使之在失去卫星信号校准状态下仍能保持较高的频率准确度,以满足导航系统的时钟精度需求。针对晶体振荡器稳定性差的问题,研究晶体振荡器的工作原理和影响晶体振荡器频率稳定度的关键因素,分析晶体振荡器在各影响因素下的频率稳定度和钟差漂移量,研究表明,晶体振荡器频率特性主要受老化和温度因素影响,在两种因素干扰下晶振的频率漂移量曲线皆呈二次型变化,为后续晶振频率漂移预测模型的研究提供基础。针对晶体振荡器频率漂移预测,依据晶振在老化和温度影响下的频率漂移特性,提出基于最小二乘法的频率漂移预测算法。与固有预测模型不同的是,该算法基于时钟与标准时钟钟差公式,引入温度时间和温度频率关系式,得到适用于本地晶振的预测模型,利用晶振历史工作数据,对晶振钟差漂移进行灵活且高准确度的预测,从而提高晶振的频率准确度。为验证基于最小二乘法的频率漂移预测算法的准确性,本文搭建时频测量试验系统用以验证算法准确性,针对研究内容设计试验方案,试验分别在常温和交变温度两种环境下进行,在这两种试验环境下采集晶振卫星信号校准和自由运行两种工作状态下的钟差漂移量,采集得到的数据作为晶振历史工作数据和算法预测比对基准,最后利用本文提出的预测算法对晶振在常温和交变温度两种工况下的钟差漂移值进行预测,并与采集到的试验数据进行比对。试验验证表明,本文提出的基于最小二乘法的频率漂移预测算法,无论在常温还是交变温度环境下,预测值与实测值的相对误差始终低于1.3%,可以有效提高晶振的频率准确度,满足现存卫星时钟的精度需求。