[發明專利]一種星載時間系統的星地激光時差測量裝置

有效

• 申請號: 201310200426.7
• 申請日: 2013-05-27
• 公開（公告）號: CN104181807B
• 公開（公告）日: 2017-02-08
• 發明（設計）人: 王劼;張忠萍;黃佩誠;胡偉;廖瑛;葉揚;孟文東;張海峰;陳婉珍
• 申請（專利權）人: 北京空間飛行器總體設計部
• 主分類號: G04G7/00
• 分類號: G04G7/00
• 代理公司: 北京理工大學專利中心11120
• 代理人: 高燕燕,仇蕾安

1.一種星載時間系統的星地激光時差測量裝置，其特征在于，該裝置包括光電轉換模塊、電信號時間測量模塊、測控指令接收處理模塊、測量數據處理傳輸模塊及電源模塊；其中各模塊之間的連接關系為：光電轉換模塊連接電信號時間測量模塊，測控指令接收處理模塊和測量數據處理及傳輸模塊分別與電信號時間測量模塊相連，電源模塊為整個裝置提供電源；

所述電信號測量模塊連接星上參考時鐘，測量數據處理傳輸模塊以及測控指令接收處理模塊通過遙測遙控通道與地面測站進行通信；所述測控指令接收處理模塊接收地面測站發送的激光發射時刻，通過星地激光傳播路徑以及激光傳播速度計算得到預計的激光到達時間，以預計的激光到達時間為起點設定固定的時間長度作為門控信號，門控信號發送給光電轉換模塊；

所述光電轉換模塊采用單光子探測器接收地面測站發射的激光脈沖，其中地面測站每隔一秒向本星載裝置發射一次激光脈沖，光電轉換模塊接收門控信號，觸發單光子探測器準備接收，單光子探測器依據門控信號，在所述固定的時間長度內接收入射的激光脈沖，當該固定的時間長度超時，則關閉單光子探測器并等待下次觸發；單光子探測器將接收的每個激光脈沖均進行光電轉換形成激光脈沖的電信號，記為電脈沖信號，并傳送給電信號時間測量模塊；

所述電信號時間測量模塊包括整周測量單元；其中整周測量單元由多個時鐘延遲單元串聯組成；對于星載時鐘產生的每個秒脈沖，以該秒脈沖的前沿記為開始信號，在該秒脈沖與下一個秒脈沖之間接收到的電脈沖信號的前沿記為結束信號，開始信號及其對應結束信號之間形成時間閘門；串聯多個整周測量單元覆蓋時間閘門，計算時間閘門內所包含的整周測量單元的個數，同時計算時間閘門內不足整周部分所包含的時鐘延遲單元的個數，獲得時間閘門的時間測量值即為時差測量值；在所述固定的時間長度內獲得每個秒脈沖對應的時差測量值，所有時差測量值均發送至測量數據處理傳輸模塊；

所述測量數據處理傳輸模塊接收電信號時間測量模塊發送的時差測量值，對時差測量值進行處理獲得符合下傳格式的數據并下傳至地面測站。

2.如權利要求1所述的一種星載時間系統的星地激光時差測量裝置，其特征在于，所述光電轉換模塊中在入射光路上疊加帶通濾光片。

3.如權利要求1所述的一種星載時間系統的星地激光時差測量裝置，其特征在于，所述光電轉換模塊的光信號轉換為秒脈沖電信號的時間達到幾十至百皮秒量級。

4.如權利要求1所述的一種星載時間系統的星地激光時差測量裝置，其特征在于，所述測量數據處理傳輸模塊對于接收到的測量值進行剔野篩選處理，對于固定的時間長度之外的數據直接剔除。

5.如權利要求1所述的一種星載時間系統的星地激光時差測量裝置，其特征在于，所述測量數據處理傳輸模塊對于接收到的多個測量值進行位數統一處理，對于超過設定位數的測量值四舍五入去掉多余位，對于不足設定位數的測量值對小數點后的末位補零。

6.如權利要求1所述的一種星載時間系統的星地激光時差測量裝置，其特征在于，所述測量數據處理傳輸模塊對于所獲得的時差測量值進行統計分析，設定選擇區間，僅選取處于選擇區間內的時差測量值。

7.如權利要求1所述的一種星載時間系統的星地激光時差測量裝置，其特征在于，所述測量數據處理傳輸模塊對于接收到的時差測量值進行差分編排處理：將時差測量值按照時間進行排列，保留排列最前的時差測量值，同時將后次時差測量值與前次時差測量值取差值并保存，獲得差分編排后的時差測量值。