專利名稱：一種基于脈沖星的時間同步裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于數(shù)字技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種時間同步技術(shù)，尤其是一種基于脈沖星的時間同步裝置。
背景技術(shù)：
脈沖星是高速自轉(zhuǎn)的中子星，其自轉(zhuǎn)周期穩(wěn)定，不受人為干擾破壞，是天然的時間基準(zhǔn)源。脈沖星距離太陽系遙遠可見性好，覆蓋范圍廣，對于各種低地軌道、中高軌道和深空探測軌道均使用。自主導(dǎo)航衛(wèi)星在執(zhí)行任務(wù)的過程中，星載原子鐘會隨時間而產(chǎn)生頻率漂移，而高精度的時間和頻率信號是實現(xiàn)高精度定軌的前提，所以高精度的時間同步裝置對于自主導(dǎo)航衛(wèi)星的具有十分重要的作用。 目前，基于X射線脈沖星的時間同步技術(shù)尚處于起步階段，國內(nèi)尚無成熟的技術(shù)方案，本發(fā)明針對這一問題設(shè)計了一種基于脈沖星的時間同步裝置，其作用是利用星載X射線探測器探測到的周期性的脈沖信號對星載銣原子中進行修正，使星載原子鐘保持較高的準(zhǔn)確性。

發(fā)明內(nèi)容
目前，基于X射線脈沖星自主導(dǎo)航技術(shù)尚處于起步階段，而基于X射線脈沖星的時間同步裝置尚無成熟的技術(shù)方案，本發(fā)明針對這一問題設(shè)計了一種基于脈沖星的時間同步
>J-U裝直。該時間同步裝置具有精度高，結(jié)構(gòu)簡單，成本低的優(yōu)點。本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)的基于脈沖星的時間同步裝置包括X射線探測器，信號調(diào)理器，銣原子鐘，分頻器，時間間隔測量模塊以及CPU;所述X射線探測器的輸出端與信號調(diào)理器的輸入端相連，信號調(diào)理器的輸出端與時間間隔測量模塊的Tx輸入端相連；所述銣原子鐘的輸出端與分頻器的輸入端相連，所述分頻器的輸出端與時間間隔測量模塊的Tk輸入端相連；所述時間間隔測量模塊通過串行總線與CPU輸入端相連，CPU通過通訊接口與銣原子鐘相連接。上述分頻器4采用現(xiàn)場可編程門陣列FPGA。上述串行總線采用高速同步串行口 SPI。上述通訊接口采用RS232接口。本發(fā)明具有以下有益效果本發(fā)明一種基于脈沖星時間同步裝置，為自主導(dǎo)航衛(wèi)星保持高精度的時間和頻率標(biāo)準(zhǔn)提供了一種有效的手段。其具有裝置結(jié)構(gòu)簡單，精度高，成本低的優(yōu)點。


圖I為本發(fā)明基于脈沖星的時間同步裝置結(jié)構(gòu)圖。
其中1為X射線探測器；2為信號調(diào)理器；3為銣原子鐘；4為分頻器；5為時間間隔測量模塊；6為CPU。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做進一步詳細描述參見圖1，這種基于脈沖星的時間同步裝置，包括X射線探測器1，信號調(diào)理器2，銣原子鐘3，分頻器4，時間間隔測量模塊5以及CPU6 ;所述乂射線探測器I的輸出端與信號調(diào)理器2的輸入端相連，信號調(diào)理器2的輸出端與時間間隔測量模塊5的Tx輸入端相連；所述銣原子鐘3的輸出端與分頻器4的輸入端相連，所述分頻器4的輸出端與時間間隔測量模塊5的輸入端相連；所述時間間隔測量模塊5通過串行總線與CPU6的輸入端相連，CPU6通過通訊接口與銣原子鐘3相連接。分頻器4采用現(xiàn)場可編程門陣列FPGA，串行總線采用高速同步串行口 SPI，通訊接口采用RS232接口(但不局限于RS232接口)。下面根據(jù)圖I對本發(fā)明的具體工作過程作進一步描述X射線探測器I探測X射線脈沖星發(fā)射出來的光子，每探測到一個光子就發(fā)出一個信號，該信號經(jīng)過信號調(diào)理器2生成脈沖信號Tx，信號調(diào)理器2將脈沖信號Tx傳遞給時間間隔測量模塊5 ;銣原子鐘3發(fā)送一定頻率的信號給分頻器4，分頻器4對銣原子鐘3輸出的信號進行分頻得到分頻脈沖Tk，分頻器4將分頻脈沖Tk也傳遞給時間間隔測量模塊5 ；時間間隔測量模塊5測量脈沖信號Tx和分頻脈沖Tk之間的時間差A(yù) T，CPU6通過高速同步串行口 SPI讀取時間間隔測量模塊5中的時間差A(yù) T，進而得到脈沖光子到達探測器的時間Ttjbs,計算機結(jié)合航天器運動參數(shù)對Ttjbs進行延遲修正、按預(yù)測周期進行折疊累加的生成脈沖星輪廓、并計算測量的脈沖到達時刻和預(yù)報的脈沖到達時刻的時間差，經(jīng)過濾波及對銣原子鐘頻率修正量的計算，最后將得到的對銣原子鐘3的修正量通過RS232接口反饋給銣原子鐘3進行修正。\
權(quán)利要求
1.一種基于脈沖星的時間同步裝置，其特征在于包括X射線探測器(I)，信號調(diào)理器(2 )，銣原子鐘(3 )，分頻器(4)，時間間隔測量模塊(5 )以及CPU (6 );所述X射線探測器(I)的輸出端與信號調(diào)理器(2)的輸入端相連，信號調(diào)理器(2)的輸出端與時間間隔測量模塊(5)的一個輸入端相連；所述銣原子鐘(3)的輸出端與分頻器(4)的輸入端相連，所述分頻器(4)的輸出端與時間間隔測量模塊(5)的另外一個輸入端相連；所述時間間隔測量模塊(5)通過串行總線與CPU (6)的輸入端相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種基于脈沖星的時間同步裝置，其特征在于X射線探測器每接收到一個X射線光子，就輸出一個信號，該信號經(jīng)信號調(diào)理器后變成一個能夠用于時 間間隔測量的脈沖信號。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種基于脈沖星的時間同步裝置，其特征在于時間間隔測量模塊可以測量在一段時間內(nèi)，X射線探測器所探測到的X射線光子的個數(shù)以及其達到的時刻。
4.據(jù)權(quán)利要求I所述的一種基于脈沖星的時間同步裝置，其特征在于CPU能夠通過RS232接口對銣原子鐘的頻率進行修正。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種基于脈沖星的時間同步裝置，其特征在于所述分頻器(4)采用現(xiàn)場可編程門陣列FPGA。
6.據(jù)權(quán)利要求I所述的一種基于脈沖星的時間同步裝置，其特征在于所述串行總線采用高速同步串行口 SPI。
全文摘要
一種基于脈沖星的時間同步裝置，包括X射線探測器，信號調(diào)理器，銣原子鐘，分頻器，時間間隔測量模塊以及CPU；X射線探測器的輸出端與信號調(diào)理器的輸入端相連，信號調(diào)理器的輸出端與時間間隔測量模塊的輸入端相連；銣原子鐘的輸出端與分頻器的輸入端相連，分頻器的輸出端與時間間隔測量模塊的另一個輸入端相連。本發(fā)明具有結(jié)構(gòu)簡單，精度較高，成本低的優(yōu)點。
文檔編號G04G5/00GK102759882SQ201210243058
公開日2012年10月31日 申請日期2012年7月13日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月13日
發(fā)明者孫劍, 郭鵬斌 申請人:西安交通大學(xué)