时钟同步方法和时钟同步系统

本申请涉及卫星通信，特别是涉及一种时钟同步方法和时钟同步系统。

背景技术：

1、近年来，国家十分重视关键信息基础设施安全。时间安全是关键信息基础设施安全的重要组成部分，大多数关键信息基础设施采用全球卫星导航系统(global navigationsatellite system，简称gnss)进行授时。然而，目前大多数卫星导航接收设备不具备防欺骗或抗干扰能力，个人隐私保护、保护敏感区域或者人物、gnss转发器、广播电视台故障、军事对抗、反无人机等设备所发射的gnss干扰信号，都可能导致gnss服务失效，从而导致关键信息基础设施授时系统受到影响。

2、为了应对这些挑战，通信卫星授时技术应运而生。通信卫星的地球同步轨道和中低轨道提供了更灵活的选项，使得时间信息可以通过通信卫星传递到用户设备。地球同步轨道通信卫星能够以稳定的频率提供时间信号，为特定区域内的应用提供高质量的时间同步服务。

3、但由于通信卫星授时技术中卫星过顶周期和过顶方向不固定，因此需要用户终端安装可以跟踪卫星的天线，从而造成了用户终端的成本负担。

技术实现思路

1、基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种能够降低授时终端成本的时钟同步方法和时钟同步系统。

2、第一方面，本申请提供了一种时钟同步方法，应用于授时终端，该方法包括：

3、接收通信卫星在预设的过顶轨道段内发送的通信卫星信号和授时服务信息；授时服务信息是授时监测站在接收到通信卫星信号后，基于通信卫星信号发送至通信卫星的；

4、根据通信卫星信号和授时服务信息确定时钟修正信息；

5、基于时钟修正信息对本地时钟偏差进行修正，以实现时钟同步。

6、在其中一个实施例中，上述根据通信卫星信号和授时服务信息确定时钟修正信息，包括：

7、对通信卫星信号进行处理，得到通信卫星信息；

8、采用时间序列预报算法对通信卫星信息和授时服务信息进行计算，得到时钟修正信息。

9、在其中一个实施例中，上述通信卫星信息包括信号发送时间信息、信号到达时间信息以及信号位置信息；上述对通信卫星信号进行处理，得到通信卫星信息，包括：

10、对通信卫星信号进行下变频处理，得到基带信号；

11、根据本地模板重建算法和基带信号进行信号到达时间计算，得到信号到达时间信息；

12、基于预设的信号格式对基带信号进行解调处理，得到发送时间信息和信号位置信息。

13、在其中一个实施例中，上述方法还包括：

14、采用预设公式对预先获取到的本地时钟偏差序列进行计算，得到本地时钟的频率偏差和时钟偏差；

15、基于频率偏差和时钟偏差，采用模拟合成或数字合成方式对本地时钟偏差进行修正，以实现时钟同步。

16、第二方面，本申请提供了一种时钟同步方法，应用于授时监测站，该方法包括：

17、接收通信卫星在预设的过顶轨道段内发送的通信卫星信号；

18、根据通信卫星信号确定授时服务信息；

19、将授时服务信息发送至通信卫星，以使通信卫星将授时服务信息发送至授时终端，供授时终端根据通信卫星信号和授时服务信息实现时钟同步。

20、在其中一个实施例中，上述根据通信卫星信号确定授时服务信息，包括：

21、对通信卫星信号进行处理，得到通信卫星信息；

22、根据通信卫星信息和预设国际标准时间进行计算，得到授时服务信息。

23、在其中一个实施例中，上述通信卫星信息包括信号发送时间信息、信号到达时间信息以及信号位置信息；对通信卫星信号进行处理，得到通信卫星信息，包括：

24、对通信卫星信号进行下变频处理，得到基带信号；

25、根据本地模板重建算法和基带信号进行信号到达时间计算，得到信号到达时间信息；

26、基于预设的信号格式对基带信号进行解调处理，得到发送时间信息和信号位置信息。

27、第三方面，本申请提供了一种时钟同步方法，应用于通信卫星，该方法包括：

28、在预设的过顶轨道段内时，向授时监测站和授时终端发送通信卫星信号；

29、接收授时监测站基于通信卫星信号发送的授时服务信息；

30、向授时终端发送授时服务信息，供授时终端根据通信卫星信号和授时服务信息实现时钟同步。

31、在其中一个实施例中，上述方法还包括：

32、获取通信卫星在地心坐标系下的候选信号位置信息和授时监测站和授时终端对通信卫星的仰角信息；

33、根据候选信号位置信息和仰角信息确定目标信号位置信息；目标信号位置信息表征通信卫星是否在过顶轨道内。

34、第四方面，本申请提供了一种时钟同步系统，该签约系统包括授时终端、授时监测站和通信卫星；

35、授时终端，用于执行如上述第一方面中任一项的时钟同步方法；

36、授时监测站，用于执行如上述第二方面中任一项的时钟同步方法；

37、通信卫星，用于执行如上述第三方面中任一项的时钟同步方法。

38、第五方面，本申请还提供了一种电子设备，该电子设备包括存储器和处理器，存储器存储有计算机程序，处理器执行计算机程序时实现前述第一方面至第三方面中任一项的时钟同步方法的步骤。

39、第六方面，本申请还提供了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现前述第一方面至第三方面中任一项的时钟同步方法的步骤。

40、第七方面，本申请还提供了一种计算机程序产品，该计算机程序产品，包括计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现前述第一方面至第三方面中任一项的时钟同步方法的步骤。

41、上述时钟同步方法和时钟同步系统，授时终端接收通信卫星在预设的过顶轨道段内发送的通信卫星信号和授时服务信息；接着根据通信卫星信号和授时服务信息确定时钟修正信息；最后再基于时钟修正信息对本地时钟偏差进行修正，以实现时钟同步；该方法中，由于通信卫星仅需要在过顶轨道段上对授时监测站与授时终端发送定向广播信号波束，从而允许授时终端不需要安装跟踪型天线来对天进行扫描接收，仅需采用固定对天安装的小型单阵元天线，因此能够大大降低设备成本。

技术特征：

1.一种时钟同步方法，其特征在于，应用于授时终端，所述方法包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述通信卫星信号和所述授时服务信息确定时钟修正信息，包括：

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述通信卫星信息包括信号发送时间信息、信号到达时间信息以及信号位置信息；所述对所述通信卫星信号进行处理，得到通信卫星信息，包括：

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

5.一种时钟同步方法，其特征在于，应用于授时监测站，所述方法包括：

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述根据所述通信卫星信号确定授时服务信息，包括：

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述通信卫星信息包括信号发送时间信息、信号到达时间信息以及信号位置信息；所述对所述通信卫星信号进行处理，得到通信卫星信息，包括：

8.一种时钟同步方法，其特征在于，应用于通信卫星，所述方法包括：

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

10.一种时钟同步系统，其特征在于，所述时钟同步系统包括授时终端、授时监测站和通信卫星；

技术总结
本申请涉及一种时钟同步方法和时钟同步系统。所述方法包括：接收通信卫星在预设的过顶轨道段内发送的通信卫星信号和授时服务信息；所述授时服务信息是授时监测站在接收到所述通信卫星信号后，基于所述通信卫星信号发送至所述通信卫星的；根据所述通信卫星信号和所述授时服务信息确定时钟修正信息；基于所述时钟修正信息对本地时钟偏差进行修正，以实现时钟同步。采用本方法能够降低授时终端成本。

技术研发人员：陈曦,吴昊翔,于子兰,张金龙,靳瑾,匡麟玲
受保护的技术使用者：清华大学
技术研发日：
技术公布日：2024/5/10