专利名称：一种三星星座时差测试系统的制作方法
技术领域：
一种三星星座时差测试系统技术领域[0001]本发明涉及一种三星星座时差测试系统，尤其涉及一种基于通用设备的支持三星 星座时差测试的地面测试系统，可作为三星星座时差测试项目的重要依据。
背景技术：
[0002]星座模式的各卫星相距一定的距离，各卫星到达同一目标的时间是不同的。在定 位同一个目标时，每个卫星需分别确定目标相对自己的位置、两卫星间的相对位置以及卫 星本身的位置就可以准确定位目标的位置，目标相对卫星的位置以及卫星之间的相对位置 均采用时差进行测量，卫星本身的位置由GPS确定即可，因此时差的测量在定位目标中起 着重要的作用，时差就成为三星星座模式下的重要测试指标。为了验证卫星之间由GPS接 收机或者星间测控管理单元计算得到时差值的合理性，需要构建一套完整、可靠的地面时 差测试系统进行时差的测量，与星上设备计算的时差结果进行比对，以完成时差指标的测 试和验证。实用新型内容[0003]本实用新型的技术解决问题是克服现有技术的不足，提供一种三星星座时差测 试系统，系统结构简单、使用方便灵活、具有远程监控功能。[0004]本实用新型的技术解决方案是一种三星星座时差测试系统，包括铷钟模拟源、三 个LVDS-TTL转接盒、分路器、两个频率计、GPIB-LAN转换器和控制计算机，铷钟模拟源为星 上时间管理单元提供IOMHz时钟信号作为三颗卫星星上时间管理单元的参考时钟信号，同 时该IOMHz时钟信号作为两个频率计的参考时钟输入，三颗卫星的星上时间管理单元分别 输出一路LVDS电平信号，三路LVDS电平信号分别由三个LVDS-TTL转接盒转换成三路TTL 秒脉冲信号，其中两路TTL秒脉冲信号分别输入至两个频率计中，另一路TTL秒脉冲信号经 过分路器分路成两路TTL秒脉冲信号，经过分路的两路TTL秒脉冲信号分别输入至两个频 率计中，两个频率计对两路TTL秒脉冲信号进行相位计算得到两颗卫星之间的时差，两个 频率计计算得到的两颗卫星之间的时差通过GPIB-LAN转换器输出至控制计算机中，控制 计算机对两个时差进行行处理并存储。所述铷钟模拟源选用DS07M型模拟源。所述频率计 采用Agilent公司的53132A型频率计。[0005]本实用新型与现有技术相比的优点在于本实用新型通过铷钟模拟源为三颗卫星 的星上时间管理单元和两个频率计提供参考时钟信号，三颗卫星分别输出一路LVDS电平 信号并转换成三路TTL秒脉冲信号，两个频率计分别对两路TTL秒脉冲信号进行相位计算 得到两颗卫星之间的时差，两个频率计计算得到的两颗卫星之间的时差通过GPIB-LAN转 换器输出至控制计算机中，控制计算机对两个时差进行行处理并存储。该测试系统结构简 单、使用方便灵活、具有远程监控功能，能够满足三颗卫星的时差测量。
[0006]图1为本实用新型的系统组成结构图；[0007]图2为本实用新型的电缆连接图；[0008]图3为本实用新型中控制计算机的组成结构图；[0009]图4为本实用新型频率计的工作原理图。
具体实施方式
[0010]如图1所示，系统包括铷钟模拟源、三个LVDS-TTL转接盒、两个频率计、GPIB-LAN 转换器、分路器和控制计算机。铷钟模拟源选用DS07M型的模拟源，频率计选用Agilent的 53132A型频率计，GPIB-LAN转换器选用E5810A。铷钟模拟源为星上时钟单元提供IOMHz参 考信号，统一星上时间管理设备的参考时钟信号，同时也作为两个频率计的参考时钟输入； 星上时间管理单元输出的IPPS时间信号为LVDS电平信号，三颗卫星输出的三路LVDS时间 信号由三个LVDS-TTL转接盒将其转换成三路TTL秒脉冲信号；两个频率计由铷钟模拟源提 供参考时钟信号，接收两颗卫星输出的两路TTL秒脉冲信号，完成两路秒脉冲信号的相位 差，即可得到两颗卫星之间的时间差值；GPIB-LAN转换器将GPIB接口总线转换为LAN接口 总线，控制计算机就是利用自身的LAN接口通过GPIB-LAN转换器转换为GPIB接口完成与 时差测量模块的通信，实现对两个频率计的远程控制，读取两个频率计的计算结果并按照 约定处理计算结果并存储。[0011]如图2所示，在时差测试中，电缆时延对时差测量的影响相当大，因此系统搭建 中，要求关键部分的电缆长度及特性应该一致。在本系统中，电缆1与电缆2为卫星2输出 IPPS信号到频率计A的电缆，电缆3、电缆4和电缆5为卫星1输出IPPS信号到频率计A 的电缆，电缆3、电缆4和电缆6为卫星1输出IPPS信号到频率计B的电缆，电缆7和电缆 8为卫星3输出IPPS信号到频率计B的电缆，要求电缆1和2长度之和与电缆3、4、5长度 之和一致，电缆7、8长度和与电缆3、4、6长度之和一致，而且这些电缆特性一样。[0012]如图3所示，控制计算机实现了对两个频率计的控制功能，该设备完成了时差测 试的测试流程控制、两个频率计的控制及状态监视、计算结果的处理及存储。控制计算机硬 件采用通用PC计算机，软件由Agilent IO Library作为底层支撑库、利用VC++6. 0完成顶 层设计。控制计算机对频率计的控制是通过LAN 口进行控制的，频率计只有GPIB接口，因 此必须采用GPIB-LAN进行接口转换，以实现控制的目的，对两个频率计的控制通过GPIB串 接进行，使用一台GPIB-LAN转接器即可。控制计算机由五个模块构成连接仪器模块、定时 器、监视控制模块、数据处理模块、断开仪器模块。连接仪器模块根据仪器操作地址(频率 即为GPIB端口号)与仪器进行握手，根据读取仪器的ID号判断是否连接成功，两个频率计 为同一个GPIB地址，通过GPIB端口号加以区分；定时器包含四部分功能创建文件、读取数 据、数据处理以及数据存储，定时器为IS周期，首先创建新文件，文件为TXT格式，文件以年 月日命名，其次从频率计读取数据，放入缓存器中，而后存入已经创建的文件中；监视控制 模块是对频率计控制和监视的核心模块，主要进行指令配置、指令执行和返回结果三方面 功能；数据处理模块完成数据格式化处理、数学运算处理功能；断开仪器模块是在任务结 束后，完成与仪器断开握手的操作。[0013]如图4所示，每个频率计分别完成两个IPPS信号的脉冲沿比对，计算两个信号上升沿或下降沿之间的时间差，脉冲沿频率计采用高精度时钟作为参考时钟，以两个信号同 一周期内的上升沿(或下降沿)为时标，通过计算两时标之间参考时钟脉冲的个数，频率计 利用得到的参考时钟脉冲个数计算得到两个秒脉冲信号的时差值。由此完成两个IPPS时 间信号的钟差计算结果，且这个结果的精度很大程度上取决于所采用的参考时钟的精确度 和准确度。[0014] 本实用新型未详细描述的内容为本领域技术人员公知技术。
权利要求1.一种三星星座时差测试系统，其特征在于包括铷钟模拟源、三个LVDS-TTL转接盒、 分路器、两个频率计、GPIB-LAN转换器和控制计算机，铷钟模拟源为星上时间管理单元提供 IOMHz时钟信号作为三颗卫星星上时间管理单元的参考时钟信号，同时该IOMHz时钟信号 作为两个频率计的参考时钟输入，三颗卫星的星上时间管理单元分别输出一路类型为LVDS 电平的时间信号，三路LVDS电平信号分别由三个LVDS-TTL转接盒转换成三路TTL秒脉冲 信号，其中两路TTL秒脉冲信号分别输入至两个频率计中，另一路TTL秒脉冲信号经过分路 器分路成两路TTL秒脉冲信号，经过分路的两路TTL秒脉冲信号分别输入至两个频率计中， 两个频率计分别对输入的两路TTL秒脉冲信号进行相位计算得到两颗卫星之间的时差，两 个频率计计算得到的两颗卫星之间的时差通过GPIB-LAN转换器输出至控制计算机中，控 制计算机对两个频率计进行控制并对两个时差进行处理和存储。
2.根据权利要求1所述的一种三星星座时差测试系统，其特征在于所述铷钟模拟源 选用DS07M型模拟源。
3.根据权利要求1所述的一种三星星座时差测试系统，其特征在于所述频率计采用 Agilent公司的53132A型频率计。
专利摘要本实用新型公开了一种三星星座时差测试系统，包括铷钟模拟源、三个LVDS-TTL转接盒、分路器、两个频率计、GPIB-LAN转换器和控制计算机，铷钟模拟源为三颗卫星星上时间管理单元和两个频率计提供参考时钟信号，三颗卫星分别输出一路LVDS电平信号并转换成三路TTL秒脉冲信号，两个频率计分别对两路TTL秒脉冲信号进行相位计算得到两颗卫星之间的时差，两个频率计计算得到的两颗卫星之间的时差通过GPIB-LAN转换器输出至控制计算机中，控制计算机对两个时差进行行处理并存储。该测试系统结构简单、使用方便灵活、具有远程监控功能，能够满足三颗卫星的时差测量。
文档编号G01S13/06GK201819985SQ201020574949
公开日2011年5月4日 申请日期2010年10月18日 优先权日2010年10月18日
发明者曹丽君, 曾鸿, 肖川, 马颖宁, 齐一鸣 申请人:航天东方红卫星有限公司