[發明專利]一種星地激光時間比對系統

無效

• 申請號: 201310182269.1
• 申請日: 2013-05-16
• 公開（公告）號: CN103293947A
• 公開（公告）日: 2013-09-11
• 發明（設計）人: 孟文東;張海峰;黃佩誠;王劼;張忠萍;葉揚;胡偉;王元明;廖瑛;陳婉珍;楊福民
• 申請（專利權）人: 中國科學院上海天文臺
• 主分類號: G04R20/02
• 分類號: G04R20/02;G04R40/00;G01S7/48
• 代理公司: 上海智信專利代理有限公司 31002
• 代理人: 鄧琪

1.一種星地激光時間比對系統，其特征在于，該系統包括：

地面設備，其向衛星發射激光脈沖信號，并記錄地面發射激光脈沖信號時的地面鐘的時刻值T_G，同時記錄地面接收到從衛星上反射回的所述激光脈沖信號時的地面鐘的時刻值T_B，并接收所述激光脈沖信號到達衛星時的衛星鐘的時刻值T_S，根據式（1）-（5）計算得到衛星鐘和地面鐘的鐘差ΔT，

ΔT=T_G+t_上行-T_S?????????（1），

t_上行=（t-Δ）/2????????（2），

t=T_B-T_G????????????????（3），

Δ=V_Φt/2·cosH·sinA??（4），

V_Φ=ωa·cosΦ?????????（5），

其中，t_上行為所述激光脈沖信號從地面到達衛星所需的時間，t為所述激光脈沖信號在衛星和地面之間往返的飛行時間，Δ為由地球自轉引起的Sagnac效應的修正值，V_Φ為大地緯度為Φ處的地球自轉線速度，a為地球半徑，ω為地球自轉速度，H和A分別為衛星相對于地面的高度和方位角度；以及

星載設備，其接收所述激光脈沖信號，并將該激光脈沖信號按原路反射回地面，同時測量所述激光脈沖信號到達衛星時的衛星鐘的時刻值T_S，并將該激光脈沖信號到達衛星時的衛星鐘的時刻值T_S下傳至所述地面設備。

2.根據權利要求1所述的星地激光時間比對系統，其特征在于，所述地面設備包括：

產生所述激光脈沖信號的激光器；

與所述激光器連接的激光測距望遠鏡，其一方面將所述激光脈沖信號發射至衛星，另一方面接收從衛星上反射回的所述激光脈沖信號；

與所述激光測距望遠鏡連接的光子探測系統，其將所述從衛星上反射回的所述激光脈沖信號轉換為電信號后輸出；

與所述光子探測系統連接的地面計時器，其接收一地面時間頻率系統輸出的地面時間頻率基準信號，并且一方面根據該地面時間頻率基準信號以及所述激光脈沖信號，記錄所述地面發射激光脈沖信號時的地面鐘的時刻值T_G，另一方面根據所述地面時間頻率基準信號以及所述光子探測系統輸出的電信號，記錄所述地面接收到從衛星上反射回的所述激光脈沖信號時的地面鐘的時刻值T_B；

地面數據傳輸系統，其接收所述激光脈沖信號到達衛星時的衛星鐘的時刻值T_S；以及

與所述地面計時器以及地面數據傳輸系統連接的地面控制系統，其計算得到所述衛星鐘和地面鐘的鐘差ΔT。

3.根據權利要求1或2所述的星地激光時間比對系統，其特征在于，所述星載設備包括：

激光反射器，其接收所述激光脈沖信號，并將該激光脈沖信號按原路反射回地面；

激光時差測量儀，其探測所述激光脈沖信號，并根據一星載時間頻率系統輸出的衛星時間頻率基準信號，測量所述激光脈沖信號到達衛星時的衛星鐘的時刻值T_S；以及

與所述激光時差測量儀連接的星載數據傳輸系統，其接收并將所述激光脈沖信號到達衛星時的衛星鐘的時刻值T_S下傳至所述地面設備。

4.根據權利要求3所述的星地激光時間比對系統，其特征在于，所述激光時差測量儀包括：

激光探測器，其探測所述激光脈沖信號，并將該激光脈沖信號轉化為電信號后輸出；以及

與所述激光探測器連接的激光計時器，其一方面測量所述激光探測器輸出的電信號與所述衛星時間頻率基準信號中包含的基準脈沖信號的時間間隔TI，并根據該時間間隔TI，測量并向所述星載數據傳輸系統輸出所述激光脈沖信號到達衛星時的衛星鐘的時刻值T_S；另一方面根據所述星載數據傳輸系統輸出的由所述地面設備發出的控制指令，向所述激光探測器輸出門控信號。