一种GNSS校时在高轨卫星上的应用方法与流程

本发明涉及一种gnss校时在高轨卫星上的应用方法。

背景技术：

在传统高轨卫星上，整星校时只通过地面校时实现，包括遥控授时、集中校时和均匀校时三种方法。

遥控授时：遥控授时是读取地面上注的完整时间格式作为星上系统时钟的基点。该功能仅在地面测试或者在轨飞行中系统时钟切换/复位等非正常情况时使用。

集中校时：中心计算机使用遥测同地面测控站对时，当星地时差超过限定范围，由地面对星上进行集中校时，中心计算机使用注入的时差值进行时统校准。

均匀校时：地面遥测长期统计中心计算机的时钟漂移规律，计算星上时钟的变化率，注入到星上用于对时钟的均匀性校时修正。

可以看出，遥控授时和集中校时主要依靠和地面测控站进行对时并发送校时指令来实现，均匀校时主要解决卫星中心计算机的时钟漂移问题。上述各方法均主要依赖于地面测控站，卫星缺乏自主运行管理能力。

随着对卫星功能需求的不断复杂化和精细化，提高整星在轨自主管理水平，增强鲁棒性，将是必然的发展趋势。

gnss系统在低轨卫星上的应用已经非常普遍，但在高轨卫星上还没有正式使用。gnss校时方法应用于高轨卫星后，能够减轻高轨卫星对地面测控网的压力，减少对国外布站的依赖，同时在测控系统发生故障或受到干扰时，保持卫星具有较强的生存能力，该方法具有极大的应用潜力。

综上，在高轨卫星上使用gnss校时已是一项势在必行的工作。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种gnss校时在高轨卫星上的应用方法，能够增强卫星的自主管理能力，减轻地面测控网的压力。通过与地面系统指令校时的方法相配合，可实现卫星校时手段的灵活选用，该方法具有很高的校时精度，适应卫星型号的发展要求。

本发明方法包括gnss校时数据的计算方法、星务软件对校时数据的使用策略两部分，通过与地面系统指令校时的方法相配合，可实现卫星灵活校时，其中：

-gnss校时数据的计算方法包括：卫星中心计算机通过1553b总线以1s为周期发送星务时间码，gnss接收机收到时间码后，取出gnss接收机当前gnss时间进行固定时延修正，将经过修正的gnss时间与中心计算机所发星务时间进行求差，得到差值，作为校时数据通过总线发送给中心计算机。

-星务软件对校时数据的使用策略包括：受轨道高度影响，“漏”gnss导航信号的接收存在不稳定现象，所以校时数据偶尔出现“不可用”状态。星务软件对校时数据的使用策略就是星务软件预设时差上限，当gnss校时数据大于校时上限时，首先判断gnss接收机发送的“校时数据是否可用”状态，仅在“可用”状态下才使用gnss校时数据，将星务软件的“gnss校时功能”设置为“使能”。星务软件利用gnss校时数据对星务时间进行修正后，当最新的gnss校时数据为0时，表示校时完成，则自动将“gnss校时功能”设置为“禁止”，确保安全整星时统安全。

与现有技术相比，本发明可适用于高轨卫星利用“漏”gnss导航信号实现卫星校时，提高了卫星的校时精度，增强了整星的自主管理能力，减轻了地面测控系统的负担，尤其解决了高轨卫星在我国境外无地面测控系统支持情况下的自主校时问题，适应了高轨卫星型号的发展要求。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为本发明实现需要配备的单机组成示意图(最少配备)；

图2为本发明gnss校时过程示意图；

图3为地球静止轨道接收“漏”gnss信号示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本发明的保护范围。

图1为本发明实现卫星需要的最少配备单机，其中：gnss天线将接收到的导航信号发送给gnss前置放大器，gnss前置放大器将信号进行滤波放大后，发送给gnss接收机，gnss接收机完成实时解算后，通过1553b总线与中心计算机交互实现校时。图1为最少配备单机示意图，在实际应用过程中可通过备份产品提高系统可靠性。

图2为本发明gnss校时过程示意图，过程如下：

卫星中心计算机通过1553b总线以1s为周期发送星务时间码，gnss接收机收到时间码后，取出gnss接收机当前gnss时间进行固定时延修正，将经过修正的gnss时间与中心计算机所发星务时间进行求差，得到差值，时差＝收到时间码时刻的gnss时间-误差修正(时间码传输处理时延等)-时间码表示的时间，作为校时数据通过总线发送给中心计算机。

受轨道高度影响，“漏”gnss导航信号的接收存在不稳定现象，如图3所示。所以校时数据偶尔出现“不可用”状态。星务软件对校时数据的使用策略就是星务软件预设时差上限。当gnss校时数据大于星务软件预存的校时上限时，首先判断gnss接收机发送的“校时数据是否可用”状态，仅在“可用”状态下才使用gnss校时数据，将星务软件的“gnss校时功能”设置为“使能”。星务软件利用gnss校时数据对星务时间进行修正后，当最新的gnss校时数据为0时，表示校时完成，则自动将“gnss校时功能”设置为“禁止”，确保安全整星时统安全。

以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，

本技术：
的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。

技术特征：

技术总结
本发明提供了一种GNSS校时在高轨卫星上的应用方法，包括GNSS校时数据的计算方法，GNSS接收机通过自主导航算法获得实时GNSS时间，计算出星务时间与GNSS时间差值，作为GNSS校时数据；以及星务软件对校时数据的使用策略，GNSS校时数据发送给星务软件，星务软件使用校时数据，完成校时任务，同时保证整星时统安全。本发明可适用于高轨卫星利用“漏”GNSS导航信号实现卫星校时，提高了卫星的校时精度，增强了整星的自主管理能力，减轻了地面测控系统的负担，尤其解决了高轨卫星在我国境外无地面测控系统支持情况下的自主校时问题，适应了高轨卫星型号的发展要求。

技术研发人员：李冰;夏玉林;杨杜;周晶;牛雪雷
受保护的技术使用者：上海卫星工程研究所
技术研发日：2017.07.28
技术公布日：2018.02.13