高精度星时校准方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及卫星星上时间校准，具体为一种高精度星时校准方法。
【背景技术】
[0002]传统的卫星星上时钟直接采用40位计数器实现，没有相应的校准措施。这种星时设计方法完全依赖系统晶振的精度，而在总线控制芯片读/写、总线传输、星载计算机软件处理时都存在时延，这些时延会对星载计算机本地时间同步精度产生影响。传统的卫星星上时钟设计方法已不能满足卫星应用对时间精度的要求，为此研究高精度星时校准方法十分必要。
【发明内容】
[0003]针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种高精度星时校准方法。
[0004]根据本发明提供的一种高精度星时校准方法，包括如下步骤:
[0005]星载计算机根据秒脉冲信号锁存当前卫星主时钟，并通过与GNSS时间码进行比较，计算出星时误差，进而修正卫星主时钟。
[0006]优选地，包括如下步骤:
[0007]步骤1:高稳晶振通过分频器，产生卫星主时钟的最小单位时间，星载计算机根据最小单位时间进行计时，产生卫星主时钟；
[0008]步骤2 =GNSS接收机在整秒时刻t0，通过RS422接口输出Ims负脉宽的秒信号，并将时刻t0的GNSS时间码Ta写入总线缓存，等待星载计算机读取；
[0009]步骤3:星载计算机在秒脉冲时刻t0，将卫星主时钟计时器当前时钟锁存为本地时间码Tb ；
[0010]步骤4:星载计算机通过总线接收时刻to的GNSS时间码Ta，将Ta与Tb进行相减得到差值，该差值即为星时误差，记为D ;
[0011]步骤5:根据星时误差D，星载计算机将卫星主时钟计时器拨快或拨慢一个或者几个最小单位时间；
[0012]重复循环执行步骤2至步骤5以进行迭代，使星时误差渐趋于O。
[0013]卫星主时钟由高稳晶振分频后计数产生；
[0014]所述GNSS时间码的产生，具体为:GNSS接收机在输出秒脉冲信号的同时，将整秒时刻的GNSS时间码写入总线缓存。
[0015]所述本地时间码的生成，具体为:本地时间码为在秒脉冲时刻锁存当前卫星主时钟所得。
[0016]所述星时误差的计算，具体为:星时误差为GNSS时间码与本地时间码的差值。
[0017]所述拨码控制，具体为:根据星时误差对卫星主时钟进行拨快/慢操作。然后迭代算法，使星时误差渐趋于O。
[0018]与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果:
[0019]本发明为解决其技术问题所采用的技术方案是提供一个完整的星时校准解决方案，主要原理是根据秒脉冲信号锁存本地卫星主时钟，通过总线接收GNSS时间码，通过比较本地时间码和GNSS时间码，计算出星时误差，通过拨码控制，对卫星主时钟进行修正。高精度星时校准方法包括:卫星主时钟产生、GNSS时间码产生、本地时间码生成、星时误差计算、拨码控制。本发明可以稳定提高星上时钟的精度。
【附图说明】
[0020]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:
[0021]图1为本发明原理示意图；
[0022]图2为本发明实现流程图。
【具体实施方式】
[0023]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。
[0024]图1为本发明高精度星时校准方法的原理图，图2为本发明的实现流程图。如附图的实施例所示:
[0025]星载计算机根据秒脉冲信号锁存当前卫星主时钟，并通过与GNSS时间码进行比较，计算出星时误差，进而修正卫星主时钟，具体方法过程是:
[0026]1、高稳晶振通过分频器，产生卫星主时钟的最小单位时间，计算机根据最小单位时间进行计时，产生卫星主时钟；
[0027]2、GNSS接收机在整秒时刻t0，通过RS422接口输出Ims负脉宽的秒信号，同时将时刻t0的GNSS时间码(记为Ta)写入总线缓存，等待计算机读取；
[0028]3、计算机在时刻t0收到秒脉冲，将卫星主时钟计时器当前时钟锁存，即为本地时间码，记为Tb ;
[0029]4、计算机通过总线接收t0时刻的GNSS时间码Ta，将Ta与Tb进行比较，计算其差值即为星时误差，记为D ;
[0030]5、根据星时误差D，计算机将卫星主时钟计时器拨快/慢一个或者几个最小单位时间。然后迭代算法，使星时误差渐趋于O。
[0031]由上所述，本发明用秒脉冲信号周期性对卫星主时钟进行修正，实现了持续稳定的高精度星上时钟。
[0032]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。
【主权项】
1.一种高精度星时校准方法，其特征在于，包括如下步骤: 星载计算机根据秒脉冲信号锁存当前卫星主时钟，并通过与GNSS时间码进行比较，计算出星时误差，进而修正卫星主时钟。2.根据权利要求1所述的高精度星时校准方法，其特征在于，包括如下步骤: 步骤1:高稳晶振通过分频器，产生卫星主时钟的最小单位时间，星载计算机根据最小单位时间进行计时，产生卫星主时钟； 步骤2 =GNSS接收机在整秒时刻tO，通过RS422接口输出Ims负脉宽的秒信号，并将时刻tO的GNSS时间码Ta写入总线缓存，等待星载计算机读取； 步骤3:星载计算机在秒脉冲时刻tO，将卫星主时钟计时器当前时钟锁存为本地时间码Tb ； 步骤4:星载计算机通过总线接收时刻tO的GNSS时间码Ta，将Ta与Tb进行相减得到差值，该差值即为星时误差，记为D ； 步骤5:根据星时误差D，星载计算机将卫星主时钟计时器拨快或拨慢一个或者几个最小单位时间； 重复循环执行步骤2至步骤5以进行迭代，使星时误差渐趋于O。
【专利摘要】本发明提供了一种高精度星时校准方法，包括：卫星主时钟产生、GNSS时间码产生、本地时间码生成、星时误差计算、拨码控制。本发明是根据秒脉冲信号锁存本地卫星主时钟，通过总线接收GNSS时间码，通过比较本地时间码和GNSS时间码，计算出星时误差，通过拨码控制，对卫星主时钟进行修正。本发明解决了传统卫星星上时钟精度不高的问题。本发明的应用取得了提高卫星星上时间精度的有益效果。
【IPC分类】G04R20/06, G04R40/06
【公开号】CN105045087
【申请号】CN201510465915
【发明人】叶荣润, 章生平, 马红梅, 姚飞, 万华, 王昊, 张奎彬, 赵瑞峰
【申请人】上海卫星工程研究所
【公开日】2015年11月11日
【申请日】2015年7月31日