[發(fā)明專利]一種高魯棒性的衛(wèi)星星座時間自同步方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910745234.1
• 申請日: 2019-08-13
• 公開（公告）號: CN110518960B
• 公開（公告）日: 2021-07-13
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 吳桐;李文屏;惠騰飛;龔險峰;劉曉旭;劉明洋
• 申請（專利權(quán)）人: 西安空間無線電技術(shù)研究所
• 主分類號: H04B7/185
• 分類號: H04B7/185;H04L7/00
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 徐曉艷

1.一種高魯棒性的衛(wèi)星星座時間自同步方法，其特征在于包括時間初始同步步驟：

(1-1)、利用地面站對衛(wèi)星星座內(nèi)任意一顆衛(wèi)星進(jìn)行時間同步，實現(xiàn)單星時間同步；

(1-2)、完成同步的衛(wèi)星向周邊的其他衛(wèi)星發(fā)送時間同步格式幀；所述時間同步格式幀包括衛(wèi)星號、同步判決字和自定義時間表示字段，所述同步判決字用于標(biāo)識發(fā)送該時間同步格式幀的衛(wèi)星是否已經(jīng)完成時間同步；

(1-3)、收到時間同步格式幀的待同步衛(wèi)星，優(yōu)先利用已經(jīng)完成時間同步的同軌衛(wèi)星完成時間同步，對于無法使用同軌衛(wèi)星時間同步信號的衛(wèi)星，采用已經(jīng)完成時間同步的異軌衛(wèi)星進(jìn)行時間同步；

(1-4)、重復(fù)步驟(1-2)和(1-3)，直到衛(wèi)星星座內(nèi)所有衛(wèi)星均完成了時間同步。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高魯棒性的衛(wèi)星星座時間自同步方法，其特征在于還包括時間同步保持步驟：

(2-1)、衛(wèi)星星座時間同步后，每顆衛(wèi)星根據(jù)本星時間，按照預(yù)設(shè)的頻率，在統(tǒng)一的衛(wèi)星時刻的向相鄰衛(wèi)星發(fā)送時間同步幀；

(2-2)、收到時間同步格式幀的衛(wèi)星，根據(jù)所述相鄰?fù)壭l(wèi)星之間的距離相同，每顆星收到相鄰?fù)壭l(wèi)星同步幀時刻和完整性相同的原則以及衛(wèi)星星座拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，進(jìn)行時間突發(fā)錯誤的檢測，判斷自身時間是否發(fā)生錯誤；

(2-3)、當(dāng)衛(wèi)星判斷為本星時間突發(fā)錯誤時，首先將本星的同步判決字置為無效，并停止向其他衛(wèi)星發(fā)送時間同步幀，然后立即與相鄰?fù)壭l(wèi)星進(jìn)行時間同步，同步完成后進(jìn)行正常通信。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高魯棒性的衛(wèi)星星座時間自同步方法，其特征在于所述步驟(1-1)中地面站采用RTT時間同步方法對衛(wèi)星星座內(nèi)任意一顆衛(wèi)星進(jìn)行時間同步。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高魯棒性的衛(wèi)星星座時間自同步方法，其特征在于當(dāng) 所述待同步衛(wèi)星收到同軌衛(wèi)星發(fā)送的時間同步格式幀，并且時間同步格式幀內(nèi)的同步判決字有效時，采用RTT時間同步方法與同軌衛(wèi)星完成時間同步。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高魯棒性的衛(wèi)星星座時間自同步方法，其特征在于當(dāng) 所述待同步衛(wèi)星收到異軌衛(wèi)星發(fā)送的同步判決字有效的時間同步格式幀時，開始計時，在預(yù)設(shè)時間段內(nèi)，仍然沒有收到同軌衛(wèi)星發(fā)送的時間同步格式幀，則預(yù)測該待同步衛(wèi)星與異軌衛(wèi)星進(jìn)行時間同步時時間同步誤差最小的地點，在該待同步衛(wèi)星到達(dá)誤差最小的地點之前，收到同軌衛(wèi)星發(fā)送的時間同步格式幀時，采用RTT時間同步方法，完成待同步衛(wèi)星與同軌衛(wèi)星的時間同步；否則，在誤差最小的地點采用RTT時間同步方法，完成待同步衛(wèi)星與異軌衛(wèi)星的時間同步。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種高魯棒性的衛(wèi)星星座時間自同步方法，其特征在于所述預(yù)設(shè)時間段為電磁波繞行軌道一周的時間。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種高魯棒性的衛(wèi)星星座時間自同步方法，其特征在于所述預(yù)設(shè)時間段具體計算公式為：

其中，r_e為地球半徑，h為軌道高度。

8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種高魯棒性的衛(wèi)星星座時間自同步方法，其特征在于所述時間同步誤差的計算公式為：

其中，v為衛(wèi)星間相對速度，S為衛(wèi)星間相對距離，c為光速。

9.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種高魯棒性的衛(wèi)星星座時間自同步方法，其特征在于如果某顆衛(wèi)星不能完整收到相鄰的兩顆同軌衛(wèi)星發(fā)送的時間同步格式幀，則判斷該衛(wèi)星自身時間同步發(fā)生了錯誤；如果該衛(wèi)星能完整收到相鄰的任意一顆同軌衛(wèi)星發(fā)送的時間同步格式幀，則判斷是其他衛(wèi)星時間同步出現(xiàn)問題。

10.根據(jù)權(quán)利要求1～9任一項所述一種高魯棒性的衛(wèi)星星座時間自同步方法，其特征在于所述衛(wèi)星星座為含有TDD星間鏈路的全球衛(wèi)星星座。