專利名稱:一種衛(wèi)星時(shí)間同步系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種衛(wèi)星時(shí)間同步系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
對(duì)于衛(wèi)星等空間飛行器，在進(jìn)行空間遙感、科學(xué)探測(cè)等任務(wù)時(shí)，為確保測(cè)量數(shù)據(jù)的精度，需要將各星載測(cè)量設(shè)備的工作時(shí)間進(jìn)行統(tǒng)一，使各測(cè)量設(shè)備工作在同一時(shí)間基準(zhǔn)上，從而使得各測(cè)量數(shù)據(jù)在地面處理時(shí)可以根據(jù)時(shí)間信息進(jìn)行精確匹配，提高遙感數(shù)據(jù)或科學(xué)探測(cè)數(shù)據(jù)的測(cè)量精度。
以低軌遙感衛(wèi)星為例，為確保遙感圖像產(chǎn)品的定位精度，遙感數(shù)據(jù)(圖像)及相關(guān)的測(cè)量數(shù)據(jù)(衛(wèi)星軌道、位置、姿態(tài)、相機(jī)相關(guān)參數(shù))必須具備相同的時(shí)間基準(zhǔn)，這就要求衛(wèi)星的相機(jī)分系統(tǒng)、控制分系統(tǒng)、測(cè)控分系統(tǒng)等與遙感測(cè)量相關(guān)的分系統(tǒng)進(jìn)行高精度的時(shí)間 同步。
目前常用的星載時(shí)間系統(tǒng)基本采用軟件授時(shí)與各分系統(tǒng)獨(dú)立計(jì)時(shí)的方式。軟件授時(shí)主要是指通過數(shù)管分系統(tǒng)將星載GNSS接收機(jī)測(cè)得的時(shí)間信息發(fā)送給各相關(guān)分系統(tǒng)。授時(shí)后，各相關(guān)分系統(tǒng)依據(jù)各自的內(nèi)部時(shí)鐘進(jìn)行計(jì)時(shí)，維持各自時(shí)間系統(tǒng)。這種方式受到數(shù)管分系統(tǒng)軟件運(yùn)行的不確定性和各分系統(tǒng)自身時(shí)鐘精度的影響，時(shí)間同步誤差較大。目前的測(cè)試結(jié)果表明，該類系統(tǒng)的時(shí)間同步精度在±100 μ s左右。
對(duì)于具有高測(cè)量精度或高遙感定位精度要求的衛(wèi)星，其時(shí)間同步精度要求優(yōu)于±50 μ S，并且要求能滿足衛(wèi)星高動(dòng)態(tài)運(yùn)行的特點(diǎn)。同時(shí)，衛(wèi)星的不可維修性以及所處的空間環(huán)境要求時(shí)間同步系統(tǒng)具有高可靠性、可應(yīng)對(duì)空間單粒子事件的特點(diǎn)。顯然現(xiàn)有的方法已經(jīng)無法滿足這樣的需求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的技術(shù)解決問題是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種衛(wèi)星時(shí)間同步系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)整星各測(cè)量設(shè)備的高精度時(shí)間統(tǒng)一，提高衛(wèi)星測(cè)量數(shù)據(jù)的匹配精度。
本發(fā)明的技術(shù)解決方案是一種衛(wèi)星時(shí)間同步系統(tǒng)，包括高穩(wěn)定時(shí)間單元、星載GNSS接收單元、中央處理單元、秒脈沖發(fā)送單元和時(shí)間接收終端，其中
高穩(wěn)定時(shí)間單元為星載GNSS接收單元和中央處理單元提供穩(wěn)定的時(shí)鐘信號(hào)，作為星載GNSS接收單元和中央處理單元的本地時(shí)鐘；
星載GNSS接收單元包括導(dǎo)航接收天線、射頻信號(hào)處理模塊、GNSS導(dǎo)航解算模塊、時(shí)間信息處理模塊；導(dǎo)航接收天線接收導(dǎo)航衛(wèi)星發(fā)出的導(dǎo)航信號(hào)；射頻信號(hào)處理模塊利用本地時(shí)鐘對(duì)導(dǎo)航信號(hào)進(jìn)行預(yù)處理并解調(diào)出導(dǎo)航電文；GNSS導(dǎo)航解算模塊對(duì)導(dǎo)航電文進(jìn)行解算，得出由導(dǎo)航衛(wèi)星確定的衛(wèi)星當(dāng)前的位置信息和時(shí)間信息Te ;時(shí)間處理模塊根據(jù)衛(wèi)星當(dāng)前的時(shí)間信息Te調(diào)整本地的秒脈沖信號(hào)，使本地的秒脈沖信號(hào)與UTC整秒時(shí)刻保持一致，并將本地的秒脈沖信號(hào)發(fā)送給秒脈沖發(fā)送單元，作為主份秒脈沖，同時(shí)將UTC整秒時(shí)刻信息發(fā)送至中央處理單元；時(shí)間處理模塊還從中央處理單元接收衛(wèi)星本地時(shí)間Ts，并計(jì)算Tt^PTs的時(shí)差Λ T作為校時(shí)信息反饋給中央處理單元，對(duì)中央處理單元進(jìn)行校時(shí)；
中央處理單元包括數(shù)據(jù)處理模塊和備份秒脈沖模塊，數(shù)據(jù)處理模塊利用本地時(shí)鐘進(jìn)行計(jì)時(shí)形成衛(wèi)星本地時(shí)間Ts并發(fā)送給星載GNSS接收單元的時(shí)間處理模塊，同時(shí)接收星載GNSS接收單元的時(shí)間處理模塊傳來的校時(shí)信息AT，對(duì)衛(wèi)星本地時(shí)間Ts進(jìn)行校正；數(shù)據(jù)處理模塊還接收星載GNSS接收單元的時(shí)間處理模塊提供的UTC整秒時(shí)刻信息，當(dāng)星載GNSS接收單元工作正常時(shí)，數(shù)據(jù)處理模塊將星載GNSS接收單元提供的UTC整秒時(shí)刻信息發(fā)送給時(shí)間接收終端，當(dāng)星載GNSS接收單元工作異常時(shí)，數(shù)據(jù)處理模塊將衛(wèi)星本地時(shí)間Ts的整秒時(shí)刻作為UTC整秒時(shí)刻信息發(fā)送給時(shí)間接收終端；備份秒脈沖模塊根據(jù)數(shù)據(jù)處理模塊的衛(wèi)星本地時(shí)間Ts產(chǎn)生備份秒脈沖信號(hào)發(fā)送給秒脈沖發(fā)送單元，作為備份秒脈沖，所述備份秒脈沖信號(hào)與衛(wèi)星本地時(shí)間Ts的整秒時(shí)刻保持一致；
秒脈沖發(fā)送單元同時(shí)接收星載GNSS接收單元的時(shí)間處理模塊送來的主份秒脈沖和中央處理單元的備份秒脈沖模塊送來的備份秒脈沖，當(dāng)星載GNSS接收單元工作正常 時(shí)，將主份秒脈沖發(fā)送給時(shí)間接收終端，當(dāng)星載GNSS接收單元工作異常時(shí)，將備份秒脈沖發(fā)送給時(shí)間接收終端；
時(shí)間接收終端包括晶振和計(jì)時(shí)模塊，晶振為計(jì)時(shí)模塊提供穩(wěn)定的時(shí)鐘信號(hào)，計(jì)時(shí)模塊通過秒脈沖信號(hào)傳輸線接收主份秒脈沖或者備份秒脈沖，計(jì)時(shí)模塊還通過數(shù)據(jù)總線接收與主份秒脈沖相對(duì)應(yīng)的UTC整秒時(shí)刻或者與備份秒脈沖相對(duì)應(yīng)的UTC整秒時(shí)刻；計(jì)時(shí)模塊以接收到秒脈沖信號(hào)作為計(jì)時(shí)開始的觸發(fā)點(diǎn)，利用晶振提供的時(shí)鐘信號(hào)進(jìn)行計(jì)數(shù)，計(jì)算獲得精確的當(dāng)前時(shí)間Τ。
所述的數(shù)據(jù)總線為1553Β總線、CAN總線或其它雙向數(shù)據(jù)總線。所述的秒脈沖信號(hào)傳輸線為RS422、RS485或其它差分信號(hào)傳輸線路。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比的特點(diǎn)在于本發(fā)明基于星載GNSS定位以獲取精確的UTC時(shí)間，并以此為基準(zhǔn)作為整個(gè)系統(tǒng)的時(shí)間基準(zhǔn)。利用GNSS系統(tǒng)整秒時(shí)鐘信號(hào)作為系統(tǒng)內(nèi)部標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間，并通過專用通道送達(dá)系統(tǒng)內(nèi)的各時(shí)間用戶；同時(shí)GNSS系統(tǒng)將輸出的整秒信號(hào)對(duì)應(yīng)的UTC時(shí)間信息以約定的方式同步發(fā)送給系統(tǒng)內(nèi)的各接收終端。接收終端結(jié)合收到的秒脈沖信號(hào)和對(duì)應(yīng)的UTC時(shí)間完成時(shí)間的精確對(duì)準(zhǔn)，從而實(shí)現(xiàn)整星高精度的時(shí)間統(tǒng)一。同時(shí)，本發(fā)明提出的衛(wèi)星高精度時(shí)間同步系統(tǒng)還針對(duì)衛(wèi)星在軌運(yùn)行時(shí)的異常情況，提供了基于衛(wèi)星中央處理單元的備份秒脈沖同步系統(tǒng)，可在星載GNSS接收單元因空間單粒子事件或其他原因出現(xiàn)定位異常時(shí)，維持整星高精度的時(shí)間統(tǒng)一。


圖I為本發(fā)明系統(tǒng)的組成原理框圖；
圖2為本發(fā)明系統(tǒng)的星載GNSS接收單元的原理框圖；
圖3為本發(fā)明系統(tǒng)的中央處理單元的原理框圖；
圖4為本發(fā)明系統(tǒng)的時(shí)間接收終端原理框圖。
具體實(shí)施方式
為使衛(wèi)星等空間飛行器滿足高測(cè)量精度或高遙感定位精度的要求，實(shí)現(xiàn)整星各測(cè)量設(shè)備的工作時(shí)間具備相同的時(shí)間基準(zhǔn)，本發(fā)明提出一種衛(wèi)星的高精度時(shí)間同步系統(tǒng)。[0020]本發(fā)明提出的衛(wèi)星高精度時(shí)間同步系統(tǒng)由三個(gè)部分組成時(shí)間發(fā)送部分、時(shí)間傳輸部分和時(shí)間接收部分，其系統(tǒng)構(gòu)成如圖I所不。
I.時(shí)間發(fā)送部分
時(shí)間發(fā)送部分由高穩(wěn)定時(shí)間單元、星載GNSS接收單元、中央處理單元、秒脈沖發(fā)送單元組成。
高穩(wěn)定時(shí)間單元為星載GNSS接收單元和中央處理單元提供高穩(wěn)定的時(shí)鐘信號(hào)，作為星載GNSS接收單元和中央處理單元的本地時(shí)鐘。例如，高穩(wěn)定時(shí)間單元為星載雙頻GPS接收單元提供5MHz的高穩(wěn)定時(shí)鐘信號(hào)，該時(shí)鐘信號(hào)通過分頻處理形成中央處理單元所需的40kHz的高穩(wěn)定時(shí)鐘信號(hào)。兩種頻率信號(hào)同源，可以消除因時(shí)鐘偏差造成的時(shí)間誤差。
星載GNSS接收單元由導(dǎo)航接收天線、射頻信號(hào)處理模塊、GNSS導(dǎo)航解算模塊、時(shí)間信息處理模塊組成，如圖2所示，可根據(jù)需要進(jìn)行GPS導(dǎo)航信號(hào)、GL0NASS導(dǎo)航信號(hào)、北斗 (BD-2)導(dǎo)航信號(hào)的接收，或者是兼容多種導(dǎo)航信號(hào)的雙模/多模接收系統(tǒng)。各部分功能如下
I)導(dǎo)航接收天線用于接收導(dǎo)航衛(wèi)星發(fā)出的導(dǎo)航信號(hào)。
2)射頻信號(hào)處理模塊利用高穩(wěn)定時(shí)間單元提供的時(shí)鐘信號(hào)形成穩(wěn)定的本地時(shí)鐘，并利用該時(shí)鐘對(duì)導(dǎo)航接收天線接收到的導(dǎo)航信號(hào)進(jìn)行低噪聲放大、下變頻、濾波、中頻信號(hào)放大等處理，最終解調(diào)出相應(yīng)的導(dǎo)航電文。
3)GNSS導(dǎo)航解算模塊根據(jù)解調(diào)出的導(dǎo)航電文進(jìn)行計(jì)算，得出衛(wèi)星當(dāng)前精確的位置信息和時(shí)間信息Te。如何進(jìn)行導(dǎo)航天文的計(jì)算可以參見劉基余編著的《GPS衛(wèi)星導(dǎo)航定位原理與方法》。
4)時(shí)間處理模塊根據(jù)衛(wèi)星當(dāng)前的時(shí)間信息Te，調(diào)整本地的秒脈沖信號(hào)，使本地秒脈沖信號(hào)與UTC整秒時(shí)刻保持一致，并將秒脈沖信號(hào)發(fā)送給秒脈沖發(fā)送單元，作為高精度時(shí)間同步系統(tǒng)的主份秒脈沖。該模塊還具備通過數(shù)據(jù)總線為中央處理單元提供與秒脈沖信號(hào)相對(duì)應(yīng)的UTC整秒時(shí)刻信息的功能。同時(shí)，該模塊通過數(shù)據(jù)總線接收中央處理單元發(fā)來的衛(wèi)星時(shí)間Ts，并將其與GNSS導(dǎo)航解算模塊解算出的時(shí)間Te進(jìn)行比較，按公式⑴計(jì)算出兩者的時(shí)差A(yù)T作為校時(shí)信息，通過數(shù)據(jù)總線發(fā)送給中央處理單元，從而完成為中央處理單元進(jìn)行校時(shí)的功能。
AT = Tg-Ts-St(I)
上式中，δ τ是中央處理單元取出衛(wèi)星時(shí)間并將其通過數(shù)據(jù)總線發(fā)送給星載GNSS接收單元所需的時(shí)延，該參數(shù)應(yīng)在衛(wèi)星地面測(cè)試時(shí)進(jìn)行測(cè)試標(biāo)定。
中央處理單元由數(shù)據(jù)處理模塊和備份秒脈沖模塊組成，如圖3所示。各部分功能如下
I)數(shù)據(jù)處理模塊利用高穩(wěn)定時(shí)間單元提供的時(shí)鐘信號(hào)進(jìn)行計(jì)時(shí)，形成衛(wèi)星時(shí)間Ts,并將該衛(wèi)星時(shí)間通過數(shù)據(jù)總線發(fā)送給星載GNSS接收單元。在此基礎(chǔ)上，接收星載GNSS接收單元通過數(shù)據(jù)總線發(fā)來校時(shí)信息ΛΤ，并按公式(2)進(jìn)行校時(shí)，形成新的衛(wèi)星時(shí)間TS1。
Tsi = Ts+ Δ T(2)
2)數(shù)據(jù)處理模塊通過數(shù)據(jù)總線接收星載GNSS接收單元提供的UTC整秒時(shí)刻信息。當(dāng)星載GNSS接收單元工作正常時(shí)，數(shù)據(jù)處理模塊將星載GNSS接收單元提供的UTC整秒時(shí)刻信息通過時(shí)間傳輸部分發(fā)送給時(shí)間接收部分；當(dāng)星載GNSS接收單元工作不正常時(shí)，數(shù)據(jù)處理模塊將衛(wèi)星時(shí)間的整秒時(shí)刻作為UTC整秒時(shí)刻信息通過時(shí)間傳輸部分發(fā)送給時(shí)間接收部分。
3)備份秒脈沖模塊根據(jù)數(shù)據(jù)處理模塊的衛(wèi)星時(shí)間1產(chǎn)生秒脈沖信號(hào)，并將該秒脈沖信號(hào)發(fā)送給秒脈沖發(fā)送單元，作為高精度時(shí)間同步系統(tǒng)的備份秒脈沖。
秒脈沖發(fā)送單元同時(shí)接收星載GNSS接收單元送來的主份秒脈沖信號(hào)和中央處理單元送來的備份秒脈沖信號(hào)，并對(duì)其進(jìn)行選擇、分路和放大。當(dāng)星載GNSS接收單元工作正常時(shí)，秒脈沖發(fā)送單元將主份秒脈沖信號(hào)通過時(shí)間傳輸部分發(fā)送給時(shí)間接收部分；當(dāng)星載GNSS接收單元工作不正常時(shí)，秒脈沖發(fā)送單元將備份秒脈沖信號(hào)通過時(shí)間傳輸部分發(fā)送給時(shí)間接收部分。
2.時(shí)間傳輸部分
時(shí)間傳輸部分包括數(shù)據(jù)總線和秒脈沖信號(hào)傳輸線。·[0039]數(shù)據(jù)總線可以由1553B總線、CAN總線或其它雙向數(shù)據(jù)總線實(shí)現(xiàn)，用于進(jìn)行衛(wèi)星時(shí)間數(shù)據(jù)、校時(shí)數(shù)據(jù)、UTC整秒時(shí)刻數(shù)據(jù)等的傳輸。
秒脈沖信號(hào)傳輸線可以由RS422、RS485或其它差分信號(hào)傳輸線路實(shí)現(xiàn)，用于進(jìn)行秒脈沖信號(hào)的傳輸。
3.時(shí)間接收部分
時(shí)間接收部分由多個(gè)原理相同的時(shí)間接收終端組成，時(shí)間接收終端的配置由衛(wèi)星的總體任務(wù)決定(如可以是三線陣相機(jī)控制器、多光譜相機(jī)控制器、數(shù)據(jù)采集器等)。每個(gè)時(shí)間接收終端均由高穩(wěn)定晶振和計(jì)時(shí)模塊組成，如圖4所示。各部分功能如下
I)聞穩(wěn)定晶振為計(jì)時(shí)|旲塊提供穩(wěn)定的時(shí)鐘彳目號(hào)。
2)計(jì)時(shí)模塊通過秒脈沖信號(hào)傳輸線接收秒脈沖信號(hào)，并通過數(shù)據(jù)總線接收與秒脈沖相對(duì)應(yīng)的UTC整秒時(shí)刻。計(jì)時(shí)模塊以接收到秒脈沖信號(hào)作為計(jì)時(shí)開始的觸發(fā)點(diǎn)，設(shè)與該次秒脈沖對(duì)應(yīng)的UTC整秒時(shí)刻為Τυτ。。計(jì)時(shí)模塊被觸發(fā)后，根據(jù)高穩(wěn)定晶振提供的時(shí)鐘信號(hào)進(jìn)行計(jì)數(shù)，設(shè)當(dāng)前時(shí)間的計(jì)數(shù)值為Ν(觸發(fā)時(shí)刻的計(jì)數(shù)值是I)，時(shí)鐘信號(hào)的周期為Τακ，則可按公式(3)計(jì)算出精確的當(dāng)前時(shí)間Τ。
T = Tutc+ (N-I) Tclk+ δ s(3)
上式中，Ss是秒脈沖信號(hào)由時(shí)間發(fā)送部分的輸出端口至?xí)r間接收部分的輸入端口的時(shí)延，該參數(shù)應(yīng)在衛(wèi)星地面測(cè)試時(shí)進(jìn)行測(cè)試標(biāo)定。
本發(fā)明衛(wèi)星高精度時(shí)間同步系統(tǒng)的工作過程如下
I.在衛(wèi)星地面測(cè)試中，對(duì)中央處理單元取出衛(wèi)星時(shí)間Ts并將其通過數(shù)據(jù)總線發(fā)送給星載GNSS接收單元所需的時(shí)延31和秒脈沖信號(hào)由時(shí)間發(fā)送部分的輸出端口至?xí)r間接收部分的輸入端口的時(shí)延進(jìn)行δ s測(cè)試標(biāo)定；
2.衛(wèi)星發(fā)射入軌后，由星載GNSS接收單元接收GNSS導(dǎo)航衛(wèi)星的導(dǎo)航信號(hào)，并獲取衛(wèi)星當(dāng)前精確的位置信息和時(shí)間信息Te ；
3.中央處理單元利用高穩(wěn)定時(shí)間單元提供的時(shí)鐘信號(hào)進(jìn)行計(jì)時(shí)，形成衛(wèi)星時(shí)間Ts,并將該衛(wèi)星時(shí)間通過數(shù)據(jù)總線發(fā)送給星載GNSS接收單元；
4.星載GNSS接收單元通過數(shù)據(jù)總線接收中央處理單元發(fā)來的衛(wèi)星時(shí)間Ts，按公式I計(jì)算出校時(shí)信息ΛΤ，并通過據(jù)總線發(fā)送給中央處理單元；
5.中央處理單元通過過數(shù)據(jù)總線接收星載GNSS接收單元發(fā)來的校時(shí)信息AT，并按公式2計(jì)算新的衛(wèi)星時(shí)間Tsi，完成校時(shí)；
6.星載GNSS接收單元依據(jù)實(shí)際接收到導(dǎo)航信號(hào)調(diào)整秒脈沖信號(hào)，使秒脈沖信號(hào)與UTC整秒時(shí)刻保持一致，并將秒脈沖信號(hào)發(fā)送給秒脈沖發(fā)送單元，作為高精度時(shí)間同步系統(tǒng)的主份秒脈沖；
7.中央處理單元根據(jù)衛(wèi)星時(shí)間1產(chǎn)生秒脈沖信號(hào)，并將該秒脈沖信號(hào)發(fā)送給秒脈沖發(fā)送單元，作為高精度時(shí)間同步系統(tǒng)的備份秒脈沖；
8.星載GNSS接收單元主份秒脈沖對(duì)應(yīng)的UTC整秒時(shí)刻信息通過數(shù)據(jù)總線發(fā)送給中央處理單元；
9.當(dāng)星載GNSS接收單元工作正常時(shí)，秒脈沖發(fā)送單元將主份秒脈沖信號(hào)通過秒 脈沖信號(hào)傳輸線發(fā)送給各時(shí)間接收終端；當(dāng)星載GNSS接收單元工作不正常時(shí)，秒脈沖發(fā)送單元將備份秒脈沖信號(hào)通過秒脈沖信號(hào)傳輸線發(fā)送給各時(shí)間接收終端；
10.當(dāng)星載GNSS接收單元工作正常時(shí)，中央處理單元將星載GNSS接收單元提供的UTC整秒時(shí)刻信息通過數(shù)據(jù)總線發(fā)送給各時(shí)間接收終端；當(dāng)星載GNSS接收單元工作不正常時(shí)，中央處理單元將衛(wèi)星自身運(yùn)行的內(nèi)部時(shí)間Ts的整秒時(shí)刻作為UTC整秒時(shí)刻信息通過數(shù)據(jù)總線發(fā)送給各時(shí)間接收終端；
11.各時(shí)間接收終端通過秒脈沖信號(hào)傳輸線接收秒脈沖信號(hào)，并通過數(shù)據(jù)總線接收與秒脈沖相對(duì)應(yīng)的UTC整秒時(shí)刻；
12.各時(shí)間接收終端以接收到秒脈沖信號(hào)作為計(jì)時(shí)開始的觸發(fā)點(diǎn)，并按公式3計(jì)算出精確的當(dāng)前時(shí)間T。
本發(fā)明說明書中未作詳細(xì)描述的內(nèi)容屬本領(lǐng)域技術(shù)人員的公知技術(shù)。
權(quán)利要求
1.一種衛(wèi)星時(shí)間同步系統(tǒng)，其特征在于包括高穩(wěn)定時(shí)間單元、星載GNSS接收單元、中央處理單元、秒脈沖發(fā)送單元和時(shí)間接收終端，其中 高穩(wěn)定時(shí)間單元為星載GNSS接收單元和中央處理單元提供穩(wěn)定的時(shí)鐘信號(hào)，作為星載GNSS接收單元和中央處理單元的本地時(shí)鐘； 星載GNSS接收單元包括導(dǎo)航接收天線、射頻信號(hào)處理模塊、GNSS導(dǎo)航解算模塊、時(shí)間信息處理模塊；導(dǎo)航接收天線接收導(dǎo)航衛(wèi)星 發(fā)出的導(dǎo)航信號(hào)；射頻信號(hào)處理模塊利用本地時(shí)鐘對(duì)導(dǎo)航信號(hào)進(jìn)行預(yù)處理并解調(diào)出導(dǎo)航電文；GNSS導(dǎo)航解算模塊對(duì)導(dǎo)航電文進(jìn)行解算，得出由導(dǎo)航衛(wèi)星確定的衛(wèi)星當(dāng)前的位置信息和時(shí)間信息Te ;時(shí)間處理模塊根據(jù)衛(wèi)星當(dāng)前的時(shí)間信息Te調(diào)整本地的秒脈沖信號(hào)，使本地的秒脈沖信號(hào)與UTC整秒時(shí)刻保持一致，并將本地的秒脈沖信號(hào)發(fā)送給秒脈沖發(fā)送單元，作為主份秒脈沖，同時(shí)將UTC整秒時(shí)刻信息發(fā)送至中央處理單元；時(shí)間處理模塊還從中央處理單元接收衛(wèi)星本地時(shí)間Ts，并計(jì)算Te和Ts的時(shí)差A(yù)T作為校時(shí)信息反饋給中央處理單元，對(duì)中央處理單元進(jìn)行校時(shí)； 中央處理單元包括數(shù)據(jù)處理模塊和備份秒脈沖模塊，數(shù)據(jù)處理模塊利用本地時(shí)鐘進(jìn)行計(jì)時(shí)形成衛(wèi)星本地時(shí)間Ts并發(fā)送給星載GNSS接收單元的時(shí)間處理模塊，同時(shí)接收星載GNSS接收單元的時(shí)間處理模塊傳來的校時(shí)信息AT，對(duì)衛(wèi)星本地時(shí)間Ts進(jìn)行校正；數(shù)據(jù)處理模塊還接收星載GNSS接收單元的時(shí)間處理模塊提供的UTC整秒時(shí)刻信息，當(dāng)星載GNSS接收單元工作正常時(shí)，數(shù)據(jù)處理模塊將星載GNSS接收單元提供的UTC整秒時(shí)刻信息發(fā)送給時(shí)間接收終端，當(dāng)星載GNSS接收單元工作異常時(shí)，數(shù)據(jù)處理模塊將衛(wèi)星本地時(shí)間Ts的整秒時(shí)刻作為UTC整秒時(shí)刻信息發(fā)送給時(shí)間接收終端；備份秒脈沖模塊根據(jù)數(shù)據(jù)處理模塊的衛(wèi)星本地時(shí)間Ts產(chǎn)生備份秒脈沖信號(hào)發(fā)送給秒脈沖發(fā)送單元，作為備份秒脈沖，所述備份秒脈沖信號(hào)與衛(wèi)星本地時(shí)間Ts的整秒時(shí)刻保持一致； 秒脈沖發(fā)送單元同時(shí)接收星載GNSS接收單元的時(shí)間處理模塊送來的主份秒脈沖和中央處理單元的備份秒脈沖模塊送來的備份秒脈沖，當(dāng)星載GNSS接收單元工作正常時(shí)，將主份秒脈沖發(fā)送給時(shí)間接收終端，當(dāng)星載GNSS接收單元工作異常時(shí)，將備份秒脈沖發(fā)送給時(shí)間接收終端； 時(shí)間接收終端包括晶振和計(jì)時(shí)模塊，晶振為計(jì)時(shí)模塊提供穩(wěn)定的時(shí)鐘信號(hào)，計(jì)時(shí)模塊通過秒脈沖信號(hào)傳輸線接收主份秒脈沖或者備份秒脈沖，計(jì)時(shí)模塊還通過數(shù)據(jù)總線接收與主份秒脈沖相對(duì)應(yīng)的UTC整秒時(shí)刻或者與備份秒脈沖相對(duì)應(yīng)的UTC整秒時(shí)刻；計(jì)時(shí)模塊以接收到秒脈沖信號(hào)作為計(jì)時(shí)開始的觸發(fā)點(diǎn)，利用晶振提供的時(shí)鐘信號(hào)進(jìn)行計(jì)數(shù)，計(jì)算獲得精確的當(dāng)前時(shí)間T。
2.根據(jù)權(quán)利要求
I所述的一種衛(wèi)星時(shí)間同步系統(tǒng)，其特征在于所述的數(shù)據(jù)總線為1553B總線、CAN總線或其它雙向數(shù)據(jù)總線。
3.根據(jù)權(quán)利要求
I所述的一種衛(wèi)星時(shí)間同步系統(tǒng)，其特征在于所述的秒脈沖信號(hào)傳輸線為RS422、RS485或其它差分信號(hào)傳輸線路。
專利摘要
一種衛(wèi)星時(shí)間同步系統(tǒng)，包括時(shí)間發(fā)送部分、時(shí)間傳輸部分和時(shí)間接收部分。其中，時(shí)間發(fā)送部分通過對(duì)GNSS導(dǎo)航信號(hào)進(jìn)行接收，產(chǎn)生精確的UTC時(shí)間，并發(fā)出與UTC整秒時(shí)刻相對(duì)應(yīng)的秒脈沖。時(shí)間傳輸部分將秒脈沖和與秒脈沖相對(duì)應(yīng)的UTC整秒時(shí)刻信息傳輸至?xí)r間接收部分。時(shí)間接收部分接收秒脈沖和與秒脈沖相對(duì)應(yīng)的UTC整秒時(shí)刻信息，由秒脈沖進(jìn)行觸發(fā)，通過本地時(shí)鐘進(jìn)行計(jì)數(shù)，從而獲得精確的當(dāng)前時(shí)間。采用本發(fā)明提出的衛(wèi)星高精度時(shí)間同步系統(tǒng)，可以使衛(wèi)星各測(cè)量設(shè)備工作在同一時(shí)間基準(zhǔn)上，地面處理測(cè)量數(shù)據(jù)時(shí)可以根據(jù)時(shí)間信息進(jìn)行精確匹配，提高遙感數(shù)據(jù)或科學(xué)探測(cè)數(shù)據(jù)的測(cè)量精度。
文檔編號(hào)G04R40/06GKCN102882586SQ201210390636
公開日2013年1月16日 申請(qǐng)日期2012年10月15日
發(fā)明者劉寧, 黃縉, 張新偉, 李少輝, 任放 申請(qǐng)人:北京空間飛行器總體設(shè)計(jì)部導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan