[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

本發明公開了一種基于GNSS衛星授時與特征碼匹配的星地時間同步方法和系統，該方法包括：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。本發明無需增加同步光，降低了對光路設備及資源的需求。

技術領域

本發明屬于量子通信技術領域，尤其涉及一種基于GNSS衛星授時與特征碼匹配的星地時間同步方法和系統。

背景技術

量子通信是利用量子態作為信息載體并進行傳遞的新型通信技術，量子密鑰分發是量子通信的一種典型應用形式。量子密鑰分發基于量子不可克隆和量子不可分割特性，利用光量子進行隨機數傳遞，以實現高安全性的密鑰分發。

通常量子密鑰分發采用同步光方案實現信號同步，即在信號光路以外，還需要一路專門的同步光路，該同步光用于判斷探測器時間位置和發送序列位置之間的相對關系，保證量子通信發送方和接收方在進行通信過程中的時間同步，確保雙方是針對同一光子態所屬的基矢進行基矢比對，不會出現錯位。時間同步技術是量子密鑰分發的關鍵技術，決定了能否生成安全的量子密鑰。對于采用兩路來分別傳輸量子信號光和同步光的方法，造成光路設備及資源的浪費，本發明提出了一種基于GNSS衛星授時與特征碼匹配的星地時間同步技術，無需增加同步光，降低了對衛星平臺的資源需求。

發明內容

本發明的技術解決問題：克服現有技術的不足，提供一種基于GNSS衛星授時與特征碼匹配的星地時間同步方法和系統，無需增加同步光，降低了對衛星平臺的資源需求。

為了解決上述技術問題，本發明公開了一種基于GNSS衛星授時與特征碼匹配的星地時間同步方法，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。

在上述基于GNSS衛星授時與特征碼匹配的星地時間同步方法中，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。

在上述基于GNSS衛星授時與特征碼匹配的星地時間同步方法中，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；