在全球导航卫星系统（GNSS）中，精确的距离测量实质上是对时间的精确测定。高精度的时间测量不仅需要高精度的频率源，还必须有高准确度和高稳定度的参考时间系统。原子钟是目前时间测量中最精确地设备，其性能决定着导航卫星系统的定位精度。原子钟的特性分析，主要内容是分析其频率的准确度、稳定度以及漂移率。在此基础上建立高精度卫星钟差预报模型，为高精度导航定位服务。本文的主要内容是研究卫星钟差预报模型。为此，本文首先对所采集的数据进行了预处理，通过图示分析，检验了中位数粗差探测法的简便有效性，并提出了解决特殊频率偏差数据分布的粗差探测法。然后介绍了原子钟的时频特性指标，详细分析了频率的时域稳定性分析方法，即两种方差分析系统——阿伦方差系统和哈达玛方差系统。最后推导了三种常用的钟差预报模型的过程，并借助MATLAB制作了各自的算例。通过算例对比分析，总结了线性模型、二次多项式模型、灰色模型以及卡尔曼滤波模型的特点以及适用对象。得出的结论是：线性模型适用于变化平稳的钟差短期预报；二次多项式模型适用于呈二次曲线趋势的钟差中期预报；卡尔曼滤波模型的短期预报精度最高，但是需要较多的拟合数据；灰色模型适用于变化不稳定的钟差中长期预报。