[發(fā)明專利]動態(tài)衛(wèi)星網絡中衛(wèi)星自主定軌與時間同步的測試方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010564921.6
• 申請日: 2018-09-05
• 公開（公告）號: CN111538046B
• 公開（公告）日: 2022-08-26
• 發(fā)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(wèi)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

本發(fā)明提供了一種動態(tài)衛(wèi)星網絡中衛(wèi)星自主定軌與時間同步的測試方法，包括以下步驟：步驟一，通過星座中M顆目標衛(wèi)星的精密軌道數(shù)據(jù)與誤差模型，仿真得到被測衛(wèi)星與目標衛(wèi)星在N個時隙起始點的軌道參數(shù)；步驟二，保存步驟一得到的被測衛(wèi)星的軌道參數(shù)；步驟三，將被測衛(wèi)星和目標衛(wèi)星的軌道參數(shù)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(wèi)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。利用一套衛(wèi)星星間鏈路模擬器分時模擬衛(wèi)星網絡中多顆目標衛(wèi)星的星間鏈路載荷。

技術領域

本發(fā)明涉及自主定軌與時間同步技術領域，特別涉及一種動態(tài)衛(wèi)星網絡中衛(wèi)星自主定軌與時間同步的測試方法。

背景技術

基于星間鏈路的動態(tài)衛(wèi)星網絡通常具備自主定軌與時間同步的功能。利用星間觀測偽距與電文交換實現(xiàn)自主定軌與時間同步，以應對戰(zhàn)時無地面支持場景下的衛(wèi)星星座自主運行，向地面用戶接收機提供可靠的、高精度的定位及授時服務。

動態(tài)衛(wèi)星網絡中各節(jié)點衛(wèi)星間的建鏈拓撲關系可實現(xiàn)延時us級延時的快速切換，網絡中衛(wèi)星總數(shù)多達30顆，各節(jié)點衛(wèi)星可在短期內與多達12顆目標衛(wèi)星完成輪詢握手，流程較為復雜。通常情況下，若要在地面完成真實場景的測試，需8～12個星間鏈路載荷，需要相應數(shù)目的信道模擬器，并配合高速切換矩陣開關，實現(xiàn)各個星間鏈路載荷之間的動態(tài)握手，地面測試耗費資源較多，可操作性較低。

動態(tài)衛(wèi)星網絡的自主定軌與時間同步的地面的測試與評估缺乏有效的手段，而衛(wèi)星網絡不同于地面網絡，不能在地面進行真實場景的驗證，且衛(wèi)星網絡具有不可修復性，更加依賴于地面的仿真與測試。

以較小的代價在地面實現(xiàn)動態(tài)衛(wèi)星網絡的自主定軌與時間同步性能測試將具有極為重大的意義。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的在于提供一種動態(tài)衛(wèi)星網絡中衛(wèi)星自主定軌與時間同步的測試方法，以實現(xiàn)以較小的代價在地面實現(xiàn)動態(tài)衛(wèi)星網絡的自主定軌與時間同步性能測試。

為解決上述技術問題，本發(fā)明提供一種動態(tài)衛(wèi)星網絡中衛(wèi)星自主定軌與時間同步的測試方法，所述動態(tài)衛(wèi)星網絡中衛(wèi)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(wèi)星星間鏈路載荷，以軌道仿真數(shù)據(jù)加誤差模型作為輸入，模擬衛(wèi)星網絡中各衛(wèi)星的相對運動；

所述星間鏈路模擬器分時模擬衛(wèi)星網絡中多顆目標衛(wèi)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(wèi)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(yōu)化衛(wèi)星網絡的建鏈拓撲關系。

可選的，在所述的動態(tài)衛(wèi)星網絡中衛(wèi)星自主定軌與時間同步的測試方法中，所述動態(tài)衛(wèi)星網絡中衛(wèi)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(tài)與接收機的偽距測量結果相關，根據(jù)在相同的時刻接收機的偽距測量受目標衛(wèi)星的信號到達時刻決定，星間鏈路模擬器根據(jù)軌道仿真數(shù)據(jù)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(fā)生器實時調整產生延時的信號；

可選的，在所述的動態(tài)衛(wèi)星網絡中衛(wèi)星自主定軌與時間同步的測試方法中，所述動態(tài)衛(wèi)星網絡中衛(wèi)星自主定軌與時間同步的測試方法還包括：

衛(wèi)星的真實軌道數(shù)據(jù)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；

可選的，在所述的動態(tài)衛(wèi)星網絡中衛(wèi)星自主定軌與時間同步的測試方法中，所述動態(tài)衛(wèi)星網絡中衛(wèi)星自主定軌與時間同步的測試方法還包括：