[发明专利]卫星系统时钟基于总线方式的校准方法

说明书

技术领域

本发明涉及卫星系统时钟基于总线方式的校准方法。

背景技术

以前的卫星通常采用集中式架构，相互之间的联系通过硬件数据线连接，时钟对时校准也必须采用诸如硬件秒脉冲接口电路来实现，因此，需要一定的硬件开支。随着卫星功能日趋复杂，规模的增大，星上设备仪器的增多，以某个系统为中心的星型通讯方式越来越不适应卫星研制需求，因此目前国内外大多采用基于总线方式进行信息控制。总线结构的通讯带来的好处有：简化各种通讯接口到一种，通讯信息内容可定制，具有良好电气特性和故障检测、隔离。

大型卫星的星载仪器设备，很多需要较高的时钟精度，通常为了提高可靠性和节省成本，在星上设置一个高精度的时钟源，该时钟再对其他需要仪器时钟进行校时处理。如果用以往传统的点对点硬件脉冲校时方式，则时钟源设备需要大量的硬件资源配置多个硬件脉冲电路接口，同时接收方也必须配置接收校时脉冲接口电路以及中断响应程序来对齐本地时钟计数。这种星状校时方式增加了整星布线难度，也不利于整星的校时快速测试。并且，一旦被校时仪器设备更换增减，高精度时钟源设备硬件的设计同样必须更改。

如果卫星已采用总线结构的通讯方式，那么可以设计一种基于总线的校时方法，利用现有总线信息内容的可扩展性，增加一种校时通讯内容，实现各仪器单元与高精度时钟源的校时工作。这样可以在充分利用即有总线的数据通道下，减去硬件脉冲电路，使得卫星单机之间接口大大简化。

目前没有发现同本发明类似技术的说明或报道，也尚未收集到国内外类似的资料。

发明内容

本发明的目的是提供一种卫星系统时钟基于总线方式的校准方法，利用现有总线结构，实现对总线各终端与高精度时钟源的校时工作。利用本发明，不再通过专门配置的硬件脉冲电路方式来校时，从而，减少了硬件脉冲电路，使得卫星单机之间接口大大简化。

为了达到上述发明目的，本发明为解决其技术问题所采用的技术方案是提供一种卫星系统时钟基于总线方式的校准方法，该方法包括：低精度时钟用户通过串行数据总线和高精度时钟源相互连接，按照如下步骤进行精确校时：

步骤1)、当低精度时钟用户的系统时钟需要与高精度时钟源校准时，立即实时采集生成本地的系统时钟参数T_L，按照星上约定的时间格式，通过串行数据总线将本地的系统时钟参数T_L发送到高精度时钟源；

步骤2)、高精度时钟源采用中断方式立即响应接收总线上的时钟参数T_L，同时生成本地高精度的时钟源的较高精确的实时时钟参数T_H；然后，高精度时钟源用本地高精度的时钟参数T_H减去接收到的低精度时钟参数T_L，得到初步的时差数据ΔT；然后再去除并修正中间环节上的固定时延T_delay，得到精确的时差数据ΔT_last；

步骤3)、高精度时钟源通过总线把精确时差结果数据ΔT_last返回到低精度时钟用户；低精度时钟用户通过总线取得计算好的时差数据ΔT_last后，进行时差门限范围是否符合预设范围之内的判断，如果认为时差数据可用，则把时差数据ΔT_last加到低精度时钟用户的系统时钟TIMER上，进行时钟修正和误差补偿；

步骤4)、本次总线精确校时完成后，按照一定周期间隔重复进行步骤1)，2)，3)进行持续的时钟校准；

步骤5)、对于长期运行的卫星系统，按照实际使用需要设定校时间隔，周期性对低精度的时钟系统采用总线精确校时方法来校准本地时钟。

本发明一种卫星系统时钟基于总线方式的校准方法，由于采取上述的技术方案，提出了在高精度时钟源与低精度用户时钟之间进行时钟参数通讯、时差计算方法，再对时差数据修正，计算出比较精确的时差数据值，在把该最终时差数据值补偿给低精度的用户时钟，最终达到与高精度时钟同步的目标。本发明解决了以往传统的点对点硬件脉冲校时，发送方和接收方需要大量的硬件资源配置多个硬件脉冲电路接口的问题，取得了减少硬件脉冲电路，简化卫星单机之间接口的有益效果。

附图说明

图1为基于总线方式校时的结构示意图；

图2为基于总线方式校时的工作流程图。

具体实施方式

下面结合附图说明本发明的优选实施例。