[发明专利]一种高品质卫星平台时间同步误差的控制方法

说明书

本发明公开了一种高品质卫星平台时间同步误差的控制方法，其包含：步骤1，卫星平台上电，授时单元处于等待模式；步骤2，在卫星平台状态稳定后，授时单元向各单机发送脉冲波，各单机进行滤波处理，当低脉冲脉宽达到2us时，触发中断，各单机切换为时钟同步模式，通过自设的时间模块计算当前时间；步骤3，将单机测量信号发送至星载计算机。本发明通过硬钟同步的方式将对所有星上单机进行授时，单机通过脉冲计数来推算当前星上时刻，配合各单机高精度自计时模块确定信号产生时刻，在星载计算机进行单机数据采集时一并将时间信号取回，作为姿态确定依据，能有效消除因各单机之间时间不同步带来的控制误差，适用于所有卫星姿态轨道控制系统。

技术领域

本发明涉及一种高品质卫星平台时间同步误差控制技术，用于削弱因微量时间误差引起的系统控制误差。

背景技术

随着卫星平台技术的不断进步，卫星所具备的功能越来越强大，卫星平台的控制精度和稳定度要求越来越高，在现有技术条件下，星上单机的测量精度已经无法大幅度提升,因此提升卫星平台的控制精度需要从单机测量值的使用方面着手。在目前的研究模式下，经过分析研究，发现各单机之间的时统误差会在进行姿态解算时合并放大，对卫星平台的控制精度带来影响。

在现有研制模式下，星载软件在每周期开始时刻对各单机进行数据采集，在验证无误后将有效数据传递至算法模块。作为测量机构，星敏感器会将T1时刻采集到的姿态信息发送至星上，同时陀螺组合会将T2时刻采集到的姿态信息发送至星上。星上软件继续运行，在经过模式判断、模式切换、当前状态判断、遥测量发送、遥控注数接收等一系列运算后，软件流程走到姿态确定模块。姿态确定模块需要将周期开始时刻采集到的星敏感器姿态信息和陀螺组合测量数据进行数据融合，通过滤波算法解算得出当前的卫星姿态(T3时刻)。由于卫星姿态在连续发生变化，T1时刻的星敏感器姿态信息和T2时刻的陀螺组合信息会存在相对误差，在T3时刻对两者进行融合滤波时会产生系统定差。在高精确度高稳定度的控制要求下，必须将这一系统定差减小到一定范围内。

因此，有必要设计一种高品质平台时间同步误差控制技术，能够一定程度上消除因时间误差引起的系统误差，进而达到高精度高稳定度的卫星平台控制要求。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明要解决的技术问题是提供一种高精度时间基准同步技术，能够在一定程度上消除因时间误差引起的系统误差，提升卫星平台姿态控制精度。

基于上述目的，本发明公开了一种高品质卫星平台时间同步误差的控制方法，该控制方法包含如下步骤：

步骤1，卫星平台上电，授时单元处于等待模式，星载计算机每周期（该周期为星载软件控制周期，周期长度为0.5s）与授时单元进行通讯握手，建立并保持工作状态，在等待模式下授时单元不发送时间同步脉冲，此时各单机的时钟切换为单机自身时钟；

步骤2，在卫星平台状态稳定，开始进行姿态数据采集后，星载计算机向授时单元发送授时指令，授时单元在收到授时指令后，开始向各单机发送脉冲波（校时脉冲信号）；各单机在收到校时脉冲信号后进行滤波处理：低脉冲脉宽小于2us时，当做杂波滤除；低脉冲脉宽达到2us时，触发中断，各单机由单机时钟模式切换为时钟同步模式；在时钟同步模式下，授时单元每100ms向各单机发送脉冲同步信号，保证各单机的时间零位一致；其中，各单机均设有一个时间模块，该时间模块对接收到的脉冲同步信号进行个数计数为m；在收到第一条脉冲同步信号后，开始以20us为一个时间单位进行个数累加为n，在收到下一条脉冲同步信号后将累加个数清零，在T时刻单机输出姿态信息，此时时间模块收到m个脉冲同步信号，20us时间单位累加个数为n，则T时刻各单机的星上时间为T = 0.1*m + 0.00002*n，单位为秒；

步骤3，将单机测量信号发送至星载计算机，该单机测量信号还包括采集时刻时间戳，该采集时刻时间戳是指各单机在测量采集完成时刻的当前单机时间。