数字卫星电视授时方法
【专利摘要】一种数字卫星电视授时方法，由时间溯源方法、时间戳生成、卫星测定轨、授时电文编码与发播、用户接收端步骤组成。本发明利用现有数字电视系统实现授时，采用双向卫星时间频率传递方法将电视系统上行地面站时间同步至标准时间，通过标记电视信号中特殊标识位的收发时间，生成纳秒级时间戳，计算大环时延；采用一发多收的测轨模式，根据多个大环时延测量值，列出关于卫星坐标的方程组，计算得到卫星轨道参数；用户接收端通过接收含有时间戳和卫星轨道参数的电视信号，计算钟差，完成授时。本发明与现有的GNSS卫星导航授时系统相比，卫星电视信号具有信号强、抗干扰能力强等优点，避免了GNSS信号所面临的恶意干扰和攻击问题。
【专利说明】数字卫星电视授时方法
【技术领域】
[0001]本发明属于卫星授时【技术领域】，具体涉及到利用数字卫星电视系统传递时间的方法。
【背景技术】
[0002]电视系统是上世纪人类伟大的发明之一，是现代无线电广播系统之一，利用电视系统进行时间频率传递和比对的研究也由来已久。 [0003]早在1986年来，我国通过中央电视台1、2、4台在卫星电视节目中实现了授时信号的发播。它是将电视信号逆程的第16行内以行同步前沿为基准，插入包括标准频率、秒脉冲、标准时码等信息，随电视信号经调制、上变频、功放后，由大口径定向天线向卫星发送。各地卫星下行接收站通过卫星电视信号用户接收机对中央电视台含时间码信息的电视信号进行解调，得到时间码和标准秒，作为各电视台播出系统的时间基准。上述利用电视信号进行授时的方法和系统是建立在模拟电视系统基础上的。
[0004]随着数字广播标准的出台以及技术推广，模拟电视信号逐渐被数字卫星电视信号所取代，信号体制和主要传输途径发生了重大改变，原有模拟电视的授时方法已经不能继续使用，原有模拟电视信号中所搭载的授时信号也随之终止。
[0005]在目前的电视传输标准和体制下，研究如何利用现有广播电视资源建设数字卫星电视授时系统具有重要意义。一方面，可以扩展我国的授时手段，丰富现有授时服务体系，满足社会不同行业对时间频率的需求；另一方面，与GNSS等卫星导航授时系统相比，卫星电视信号具有信号强，覆盖范围大等优点。而且作为一种民用授时服务手段，数字卫星电视授时信号在一定程度上可以避免GNSS信号所面临的恶意干扰和攻击问题。
【发明内容】
[0006]本发明所要解决的技术问题在于克服现有技术的缺陷，提供一种信号强、覆盖范围大的数字卫星电视授时方法。
[0007]解决上述技术问题所采用的技术方案是由下属步骤组成:
[0008](I)时间溯源方法
[0009]以标准时间发播站为O、上行地面南京站为A。每天凌晨00:00为起始时间，采用双向卫星时间频率传递方法，每隔I分钟测量O与A之间的钟差一次，每天共测100次，每天O站与A站间的钟差公式:
[0010]
【权利要求】
1.一种数字卫星电视授时方法，其特征在于它是由下述步骤组成: (1)时间溯源方法 以标准时间发播站为O、上行地面南京站为A。每天凌晨00:00为起始时间，采用双向卫星时间频率传递方法，每隔I分钟测量O与A之间的钟差一次，每天共测100次，每天O站与A站间的钟差公式:
2.根据权利要求1所述的数字卫星电视授时系统测轨方法，其特征在于所述的生成纳秒级时间戳的方法步骤为: (1)信号同步 1)通过串行数字接收器进行同步时钟恢复，完成位同步； 2)将位同步后的原始数据依次放入一个50位的移位寄存器，检测50位数据中是否有连续的两个控制字符Κ28.5为0011111010或1100000101，若有，则以该编码作为接收的数据码字节的边界，即将以后的数据每隔10比特归为一个字节，完成字节同步，进入步骤3)；若无，重复步骤2)； 3)每个传输流包为188个字节的固定长度，包头的同步字节是0x47，对应的10比特编码为1110000101或0001110101，寻找一个0x47码字，相隔187字节的码字是0x47，认为后一个0x47码字是传输流包的同步字节，完成信号同步；否则重新寻找0x47码字； (2)纳秒级时间戳生成方法 1)将原子钟的IOMHz频率信号倍频至200MHz的频率信号，每个时钟周期为5纳秒，计数器计数值N范围为O~199999999，计数器值从零开始，每个周期计数器值加1，累加至`199999999，计数器值置零，计数器的计数周期为I秒，分辨率为5纳秒； 2)提取出包头同步字节0x47中的第七位到第八位的上升沿，利用该上升沿记录计数器的值N，该传输流包所对应的时刻ts为NX 5纳秒，将该值存入寄存器I中； 3)提取包头同步字节0x47后的第5字节到第11字节，存储至寄存器2中；对寄存器2中数据转换为ASCII码，恢复成原传输数据。寄存器2中的第四位数据为节目时钟参考值标志位，若为零，返回纳秒级时间戳生成方法(2)中的步骤2);若为1，表明该传输包含有节目时钟参考，将寄存器2中第2字节到第7字节数据与寄存器I中的ts编码生成纳秒级时间戳，参时间戳前6字节为节目时钟考值，后4字节为ts。
【文档编号】H04N7/20GK103986921SQ201410240883
【公开日】2014年8月13日 申请日期:2014年5月31日 优先权日:2014年5月31日
【发明者】华宇, 向渝, 许林生, 董道鹏, 武晓亮, 王善和, 刘晓龙 申请人:中国科学院国家授时中心