專利名稱:一種星地時間校準方法
一種星地時間校準方法技術(shù)領(lǐng)域：
[0001]本發(fā)明一種星地時間校準方法，屬于衛(wèi)星時間系統(tǒng)設(shè)計及測試領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
[0002]現(xiàn)代衛(wèi)星具有自主定軌以及自主軌控功能，為了實現(xiàn)衛(wèi)星自主軌道遞推和導(dǎo)航， 必須將星上時間進行校準，使星上時間與地面時間基準保持一致，星上時間保持要求精度。
發(fā)明內(nèi)容
[0003]本發(fā)明的技術(shù)解決問題是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種星地時間校準方法， 使星上時間與地面時間基準保持一致，保證衛(wèi)星地面測試及在軌運行時星上時間的準確性。[0004]本發(fā)明的技術(shù)解決方案是[0005]一種星地時間校準方法，步驟如下[0006](I)通過公式To = Tg+Tl計算星上目標時間To，并將To上注到衛(wèi)星上，衛(wèi)星將星上時間替換為星上目標時間To，其中，Tg為地面基準時間，Tl為預(yù)設(shè)的地面基準時間與星上目標時間的時間差；[0007](2)通過公式ATsg = To-Tsat計算星地時差A(yù)Tsg,其中，星上時間Tsat = Ts+ΔΤ, Ts為星上時間遙測值，AT為從衛(wèi)星讀取星上時間的時刻到地面接收到星上時間遙測值的時刻之間的延時；[0008](3)將步驟(2)中計算得到的星地時差A(yù)Tsg補償?shù)叫巧蠒r間Tsat中，[0009](4)通過公式ATavg = ( Λ T1/T) * Λ t計算用于補償星上時鐘常值偏差的補償值 ATavg，再將該補償值補償?shù)叫巧蠒r間Tsat中，實現(xiàn)星地時間的校準；[0010]其中，T為衛(wèi)星上經(jīng)過步驟(3)補償星地時差A(yù)Tsg之后運行的時間，ΔΤ1為運行時間T后星上時間Tsat與地面計算的星上目標時間之間的時間差，At為預(yù)設(shè)的均勻校時時間間隔。[0011]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比的有益效果是[0012]本發(fā)明方法星地時間校準考慮了星地數(shù)據(jù)傳輸導(dǎo)致的校時誤差以及由于星上晶振自身的微小誤差所導(dǎo)致的計時誤差，采用本發(fā)明方法可以很好的解決這些問題。該方法已經(jīng)在某衛(wèi)星地面測試及在軌管理中使用，測試及在軌驗證結(jié)果顯示星地校時正確、星上時間系統(tǒng)準確，該方法可以推廣應(yīng)用于所有對星上時間精度有要求的衛(wèi)星地面測試及在軌時的時間維護。


[0013]圖I為本發(fā)明方法流程圖；具體實施方式
[0014]根據(jù)控制系統(tǒng)設(shè)計方案，星上采用高精度恒溫晶振形成的高精度的時間頻率基準，星上時間系統(tǒng)根據(jù)該頻率基準進行計時。地面利用GPS時統(tǒng)或測控中心時間基準形成地面時間系統(tǒng)。地面根據(jù)星上時間系統(tǒng)以及地面時間基準計算星地時差，并根據(jù)星地時差計算結(jié)果對星上時間進行補償。校時完成后可根據(jù)星地時差的實時計算結(jié)果，視情況定時對由星上高精度時間頻率基準的常值偏差造成的時間計算偏差進行補償。[0015]如圖I所示，本發(fā)明提供了一種星地時間校準方法，步驟如下[0016](I)根據(jù)地面時間基準的基準時間計算星上目標時間，將星上目標時間通過指令發(fā)送給衛(wèi)星進行全量校時，衛(wèi)星接收到全量校時指令后將星上時間替換為指令中的星上目標時間，具體為[0017]通過公式To = Tg+Tl計算星上目標時間To，并將To上注到衛(wèi)星上，衛(wèi)星將星上時間替換為星上目標時間To，其中，Tg為地面基準時間，Tl為一常值，為預(yù)設(shè)的地面基準時間與星上目標時間的時間差，可根據(jù)具體任務(wù)及地面基準情況進行定義。[0018](2)通過公式ATsg = To-Tsat計算星地時差A(yù)Tsg,其中，星上時間Tsat = Ts+ΔΤ, Ts為星上時間遙測值，AT為從衛(wèi)星讀取星上時間的時刻到地面接收到星上時間遙測值的時刻之間的延時；[0019](3)通過增量校時指令將星地時差發(fā)送給星上，衛(wèi)星收到增量校時指令后將對星上時間進行補償，即將步驟(2)中計算得到的星地時差A(yù)Tsg補償?shù)叫巧蠒r間Tsat中， Tsat = Tsat+ATsg。[0020](4)增量校時后，如果星上時鐘頻率基準有常值偏差，通過遙控指令定時對星上時間補償，補償由星上時鐘頻率常值偏差帶來的星上時間偏差。增量校時完成后，星上時間與地面計算的星上目標時間完全一致。如果運行一段時間后星上時間與地面計算的星上目標時間出現(xiàn)偏差，可通過均勻校時指令定時對星上時間進行補償。[0021]具體為通過公式ATavg = ( Λ T1/T) * Λ t計算用于補償星上時鐘常值偏差的補償值Λ Tavg，再將該補償值補償?shù)叫巧蠒r間Tsat中，實現(xiàn)星地時間的校準；[0022]其中，T為衛(wèi)星上經(jīng)過步驟(3)補償星地時差A(yù)Tsg之后運行的時間，ΔΤ1為運行時間T后星上時間Tsat與地面計算的星上目標時間之間的時間差，At為預(yù)設(shè)的均勻校時時間間隔。[0023]下面為具體實施例[0024]例如地面基準時間Tg為北京時間，預(yù)設(shè)的星上目標時間與北京時間的時間差Tl 為I小時。則星地校時過程如下[0025](I)全量校時[0026]例如在北京時間2012年I月I日12點00分00秒需要對衛(wèi)星進行全量校時，則此時星上目標時間計算公式To = Tg+Tl計算得到星上目標時間為2012年I月I日13點 00分00秒，則在北京時間2012年I月I日12點00分00秒發(fā)送全量校時指令，衛(wèi)星接收到全量校時指令后星上時間變?yōu)?012年I月I日13點00分00秒。[0027](2)計算星地時差[0028]例如在北京時間2012年I月I目12點10分01秒地面接收到星上時間遙測值為 2012年I月I日13點10分00秒，從衛(wèi)星讀取星上時間的時刻到地面接收到星上時間遙測值的時刻之間的延時AT為30毫秒，則星地時差計算過程如下[0029]根據(jù)公式To = Tg+Tl計算得到接收到星上時間遙測時刻的星上目標時間為2012 年I月I日13點10分01秒；根據(jù)公式Tsat = Tsat = Ts+Δ T計算接收到星上時間遙測時刻的星上時間Tsat為2012年I月I日13點10分00秒30毫秒；再根據(jù)公式ATsg = To-Tsat計算系統(tǒng)時差A(yù)Tsg為70毫秒。[0030](3)增量校時[0031]例如衛(wèi)星在星上時間2012年I月I目13點11分00秒00毫秒接收到增量校時指令，收到指令后根據(jù)公式Tsat = Tsat+Λ Tsg星上時間變?yōu)?012年I月I日13點11分 00秒70毫秒。[0032](4)均勻校時[0033]例如執(zhí)行完步驟(3)后星地時差變?yōu)镺秒，增量校時10小時后星地時差變?yōu)?00 毫秒，均勻校時時間間隔At為I小時，根據(jù)公式ATavg= (AIVT)Mt計算得到均勻校時增量ATavg為10毫秒。發(fā)送均勻校時指令，設(shè)定衛(wèi)星均勻校時時間間隔為I小時，校時增量為10毫秒。衛(wèi)星接收到均勻校時指令后每隔I小時將星上時間增加10毫秒。[0034]本發(fā)明說明書中未作詳細描述的內(nèi)容屬本領(lǐng)域技術(shù)人員的公知技術(shù)。
權(quán)利要求
1.一種星地時間校準方法，其特征在于步驟如下(1)通過公式To= Tg+Tl計算星上目標時間To，并將To上注到衛(wèi)星上，衛(wèi)星將星上時間替換為星上目標時間To，其中，Tg為地面基準時間，Tl為預(yù)設(shè)的地面基準時間與星上目標時間的時間差；(2)通過公式ATsg= To-Tsat計算星地時差A(yù)Tsg,其中，星上時間Tsat = Ts+AT, Ts為星上時間遙測值，AT為從衛(wèi)星讀取星上時間的時刻到地面接收到星上時間遙測值的時刻之間的延時；(3)將步驟(2)中計算得到的星地時差A(yù)Tsg補償?shù)叫巧蠒r間Tsat中，(4)計算用于補償星上時鐘常值偏差的補償值，再將該補償值補償?shù)叫巧蠒r間Tsat 中，實現(xiàn)星地時間的校準；
2.根據(jù)權(quán)利要求
I中所述的，其特征在于所述計算用于補償星上時鐘常值偏差的補償值具體為通過公式ATavg= ( Λ T1/T)* At計算用于補償星上時鐘常值偏差的補償值A(chǔ)Tavg;其中，T為衛(wèi)星上經(jīng)過步驟(3)補償星地時差A(yù)Tsg之后運行的時間，ΛΤ1為運行時間 T后星上時間Tsat與地面計算的星上目標時間之間的時間差，At為預(yù)設(shè)的均勻校時時間間隔。
專利摘要
一種星地時間校準方法，步驟如下(1)計算星上目標時間，并上注到衛(wèi)星上，衛(wèi)星將星上時間替換為星上目標時間；(2)計算星地時差；(3)將星地時差補償?shù)叫巧蠒r間中；(4)計算用于補償星上時鐘常值偏差的補償值，再將該補償值補償?shù)叫巧蠒r間中，實現(xiàn)星地時間的校準。本發(fā)明方法星地時間校準考慮了星地數(shù)據(jù)傳輸導(dǎo)致的校時誤差以及由于星上晶振自身的微小誤差所導(dǎo)致的計時誤差，采用本發(fā)明方法可以很好的解決這些問題。
文檔編號G04R20/02GKCN102981402SQ201210478652
公開日2013年3月20日 申請日期2012年11月20日
發(fā)明者王玉峰, 謝軍, 王浩, 徐菁宇, 吳小明, 劉新彥, 杜建偉, 周中澤, 彭宇 申請人:北京控制工程研究所導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan