[發明專利]動態衛星網絡中衛星自主定軌與時間同步的測試方法

有效

• 申請號: 202010564921.6
• 申請日: 2018-09-05
• 公開（公告）號: CN111538046B
• 公開（公告）日: 2022-08-26
• 發明（設計）人: 石碧舟;邵瑞強;趙帥;王宇凱;劉歡;龔文斌
• 申請（專利權）人: 上海微小衛星工程中心
• 主分類號: G01S19/23
• 分類號: G01S19/23;H04B7/185;H04J3/06
• 代理公司: 上海智晟知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 31313
• 代理人: 張東梅;李鏑的

1.一種動態衛星網絡中衛星自主定軌與時間同步的測試方法，其特征在于，所述動態衛星網絡中衛星自主定軌與時間同步的測試方法包括：

利用一個單通道星間鏈路模擬器分時模擬多顆衛星星間鏈路載荷，以軌道仿真數據加誤差模型作為輸入，模擬衛星網絡中各衛星的相對運動；

所述星間鏈路模擬器分時模擬衛星網絡中多顆目標衛星的星間鏈路載荷，以模擬真實的星間鏈路信號，所述星間鏈路信號包括與算法性能相關的信號特性；

通過測試評估衛星的自主定軌與時間同步性能，測試算法的處理流程正確性，算法的邊界條件適應性，優化衛星網絡的建鏈拓撲關系；

所述動態衛星網絡中衛星自主定軌與時間同步的測試方法還包括：

步驟一，通過星座中M顆目標衛星的精密軌道數據與誤差模型，仿真得到被測衛星與目標衛星在N個時隙起始點的軌道參數；

步驟二，保存步驟一得到的被測衛星的軌道參數；

步驟三，將被測衛星和目標衛星的軌道參數和建鏈拓撲關系按照約定格式保存輸入星間鏈路模擬器；

步驟四，星間鏈路模擬器與衛星完成時間同步后，并輸出模擬信號至星間鏈路載荷；

步驟五，星間鏈路載荷運行自主定軌與時間同步算法，算法收斂后輸出結果；

步驟六，將步驟五中的輸出結果與步驟二中的理論參考值進行比對。

2.如權利要求1所述的動態衛星網絡中衛星自主定軌與時間同步的測試方法，其特征在于，所述動態衛星網絡中衛星自主定軌與時間同步的測試方法還包括：

星間鏈路接收機收到信號的相應狀態與接收機的偽距測量結果相關，根據在相同的時刻接收機的偽距測量受目標衛星的信號到達時刻決定，星間鏈路模擬器根據軌道仿真數據中的星間距離計算出星間鏈路信號的時延量，并通過控制信號發生器實時調整產生延時的信號。

3.如權利要求1所述的動態衛星網絡中衛星自主定軌與時間同步的測試方法，其特征在于，所述動態衛星網絡中衛星自主定軌與時間同步的測試方法還包括：

衛星的真實軌道數據及鐘差結果為理論值，作為精度評估的理想參考值，與自主定軌與時間同步算法的結果進行計算推算出自主定軌與時間同步的精度。

4.如權利要求1所述的動態衛星網絡中衛星自主定軌與時間同步的測試方法，其特征在于，所述動態衛星網絡中衛星自主定軌與時間同步的測試方法還包括：

設置不同的建鏈拓撲關系表進行測試，權衡不同的建鏈拓撲關系表對算法性能的影響，設計出最優的建鏈拓撲關系表。

5.如權利要求4所述的動態衛星網絡中衛星自主定軌與時間同步的測試方法，其特征在于，所述精密軌道為算法周期的時刻各衛星、地面站的精確位置和速度。

6.如權利要求5所述的動態衛星網絡中衛星自主定軌與時間同步的測試方法，其特征在于，所述動態衛星網絡中衛星自主定軌與時間同步的測試方法還包括：

獲得衛星接收測距值的步驟包括：空間時延修正，根據空間信號傳播時延，通過迭代得到衛星發射時刻，推算該時刻衛星位置，通過該位置獲得建鏈雙方的幾何距離，對所述幾何距離進行修正。

7.如權利要求6所述的動態衛星網絡中衛星自主定軌與時間同步的測試方法，其特征在于，對所述幾何距離進行修正包括：

采用前后12小時精確鐘差2階擬合；

通過相位中心、質心位置計算相心向量在建鏈衛星矢量的投影；

對流層時延，采用Hopfieldm模型；

相對論效應修正；

設置測距系統誤差；

設置測距隨機誤差；

收發時延；

修正建鏈衛星的質心位置同時擬合出其導航電文；

將修正數據按照自主定軌與時間同步的算法周期流程通過所述導航電文發送給衛星。