[發明專利]基于GNSS衛星授時與特征碼匹配的星地時間同步方法和系統

在審

• 申請號: 202010900377.8
• 申請日: 2020-08-31
• 公開（公告）號: CN112272069A
• 公開（公告）日: 2021-01-26
• 發明（設計）人: 劉院省;孫曉潔;王學鋒;王巍;闞寶璽;董鵬;趙琳琳
• 申請（專利權）人: 北京航天控制儀器研究所
• 主分類號: H04J3/06
• 分類號: H04J3/06;G04R20/02
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 臧春喜

1.一種基于GNSS衛星授時與特征碼匹配的星地時間同步方法，其特征在于，包括：

采用GNSS衛星授時的秒脈沖，進行星地信號粗同步；

根據星地信號粗同步的精度，確定地面接收數據在星上下傳數據中的搜索范圍；

在確定的搜索范圍內，從星上下傳數據中攜帶的特征碼的首個碼片開始進行特征碼計算，直至遍歷整個搜索范圍，輸出遍歷結果；

根據輸出的遍歷結果，求解出最大相關值，并確定最大相關值對應的位置；

將最大相關值對應的位置確定為精確時間同步位置，完成星地信號精同步。

2.根據權利要求1所述的基于GNSS衛星授時與特征碼匹配的星地時間同步方法，其特征在于，采用GNSS衛星授時的秒脈沖，進行星地信號粗同步，包括：采用GNSS衛星授時的秒脈沖，進行星地信號粗同步，包括：

星上終端在GNSS衛星授時的秒脈沖的觸發下輸出隨機數；

將隨機數分別通過兩個鏈路下發至地面接收設備；其中，將通過第一鏈路下發至地面數據的隨機數記作星上下傳數據，將通過第二鏈路下發至地面數據的隨機數記作地面接收數據；星上下傳數據為無損耗數據；

對星上下傳數據進行數據轉換，提取得到第一標準世界時的秒時間；

對地面接收數據進行數據轉換，提取得到第二標準世界時的秒時間；

根據所述第一標準世界時的秒時間和第二標準世界時的秒時間，進行星地信號粗同步。

3.根據權利要求2所述的基于GNSS衛星授時與特征碼匹配的星地時間同步方法，其特征在于，根據所述第一標準世界時的秒時間和第二標準世界時的秒時間，進行星地信號粗同步，包括：

根據GNSS衛星授時的標準時間格式時：分：秒，分別獲取第一標準世界時的秒時間和第二標準世界時的秒時間的具體數值；

根據獲取的第一標準世界時的秒時間和第二標準世界時的秒時間的具體數值，分別確定第一標準世界時的秒時間和第二標準世界時的秒時間的起始時刻；

將定第一標準世界時的秒時間和第二標準世界時的秒時間的起始時刻對齊，完成地面接收數據與星上下傳數據的粗同步。

4.根據權利要求2所述的基于GNSS衛星授時與特征碼匹配的星地時間同步方法，其特征在于，

第一鏈路為：星地數傳鏈路；

第二鏈路為：星地光學鏈路。

5.根據權利要求1所述的基于GNSS衛星授時與特征碼匹配的星地時間同步方法，其特征在于，特征碼滿足如下要求：

1)為任一采用0、1編碼的數據序列；

2)滿足正確同步的概率≥99.9％。

6.根據權利要求2所述的基于GNSS衛星授時與特征碼匹配的星地時間同步方法，其特征在于，還包括：

根據第一標準世界時的秒時間，采用秒時間比對的方式，求解得到星上終端與標準世界時的同步精度Ⅰ；

根據第二標準世界時的秒時間，采用秒時間比對的方式，求解得到地面接收設備與標準世界時的同步精度Ⅱ；

取同步精度Ⅰ與同步精度Ⅱ的和，作為星地信號粗同步的精度。

7.根據權利要求6所述的基于GNSS衛星授時與特征碼匹配的星地時間同步方法，其特征在于，

搜索范圍＝星地信號粗同步的精度×第一鏈路的傳輸速率。

8.根據權利要求1所述的基于GNSS衛星授時與特征碼匹配的星地時間同步方法，其特征在于，根據輸出的遍歷結果，求解出最大相關值，并確定最大相關值對應的位置，包括：

從遍歷結果中中篩選得到特征碼計算的最大值，作為最大相關值；

將最大相關值對應的標準世界時時間，確定為最大相關值對應的位置。

9.根據權利要求1所述的基于GNSS衛星授時與特征碼匹配的星地時間同步方法，其特征在于，將最大相關值對應的位置確定為精確時間同步位置，完成星地信號精同步，包括：

將最大相關值對應的標準世界時時間作為精確時間同步位置，進行時間同步的二次對齊，完成星地信號精同步。

10.一種基于GNSS衛星授時與特征碼匹配的星地時間同步系統，其特征在于，包括：

粗同步模塊，用于采用GNSS衛星授時的秒脈沖，進行星地信號粗同步；

搜索范圍確定模塊，用于根據星地信號粗同步的精度，確定地面接收數據在星上下傳數據中的搜索范圍；

遍歷模塊，用于在確定的搜索范圍內，從星上下傳數據中攜帶的特征碼的首個碼片開始進行特征碼計算，直至遍歷整個搜索范圍，輸出遍歷結果；

求解模塊，用于根據輸出的遍歷結果，求解出最大相關值，并確定最大相關值對應的位置；

精同步模塊，用于將最大相關值對應的位置確定為精確時間同步位置，完成星地信號精同步。