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针对北斗全球卫星导航系统星间链路网络扩展服务航天器的精密轨道确定及时间同步需求，提出了基于多项式轨道拟合方法的轨道确定与时间同步算法，克服了传统算法中使用北斗星间链路双向测量数据必须具备初始轨道和钟差等先验信息的约束，可有效拓宽北斗星间链路使用场景。该算法以多项式表达航天器一段时间的轨道和钟差，并使用星间双向测量数据基于最小二乘算法迭代估计多项式系数，从而完成航天器轨道和钟差解算。利用北斗三号星间链路在轨实测数据的试验表明定轨和时间同步精度均在0.12米以内，有效验证了该算法的正确性。