[发明专利]一种高轨遥感卫星独立时统方法

说明书

本发明提供了一种高轨遥感卫星独立时统方法，包括时钟源、计时设备、遥测设备、CPU、地面测控、GNSS接收机，所述时钟源提供两个频率源，采用微秒级和秒级分别计时，针对星上不同时钟需求提供可配置的周期脉冲，与时钟码字配合完成计时任务；支持星上自主校时和地面校时以及通过CPU校时和地面不通过CPU直接校时。本发明方法实现对卫星时统实时的稳定可靠控制，保证校时通道的安全性。解决了星务时统提供计时服务不够灵活、精度不高的问题，解决了因CPU故障导致整星时统无法维护的问题，从而实现卫星时钟高精度、高可靠性工作。

技术领域

本发明涉及一种高轨遥感卫星独立时统方法。

背景技术

卫星时统是卫星在轨运行期间姿态控制、平台维护、遥感业务等多方面任务的重要参数，对时统方案的可靠性、安全性和灵活性提出很高要求。

目前卫星时钟系统存在的几个问题：

1)与CPU系统深度耦合，CPU定时器也是时钟系统中的重要一环，如果CPU故障或者CPU定时器故障，都将导致时钟系统无法正常工作；

2)多采用一个独立的高稳晶体振荡器，但高稳晶体振荡器存在停振失效模式，一旦故障将导致时钟系统必须依赖CPU定时器工作，受CPU系统影响加大；

3)不支持配置产生多种周期脉冲，无法适应不同的外部计时任务；

4)对时钟系统校时必须依赖CPU软件完成，若CPU故障或CPU软件运行异常都将无法实现校时维护工作。

因此，卫星时钟系统需要一种与CPU系统耦合度低的，高可靠性、高安全性、灵活可配置的设计方案。

发明内容

针对上述现有技术中存在的技术问题，本发明的目的是提供一种灵活可配置的高精度、高可靠性高轨遥感卫星独立时统方法，能够不依赖CPU系统独立工作，本发明方法实现对卫星时统实时的稳定可靠控制，保证校时通道的安全性。解决了星务时统提供计时服务不够灵活、精度不高的问题，解决了因CPU故障导致整星时统无法维护的问题，从而实现卫星时钟高精度、高可靠性工作。

本发明为解决其技术问题所采用的技术方案如下：

一种高轨遥感卫星独立时统方法，包括时钟源、计时设备、遥测设备、CPU、地面测控、GNSS接收机，所述时钟源提供两个频率源，采用微秒级和秒级分别计时，针对星上不同时钟需求提供可配置的周期脉冲，与时钟码字配合完成计时任务；支持星上自主校时和地面校时以及通过CPU校时和地面不通过CPU直接校时。

所述时钟源包括高稳晶体振荡器和常规晶体振荡器两个可切换时钟源，主用高稳晶体振荡器，故障时切换为使用常规晶体振荡器。

所述计时设备中，晶振选择对高稳晶体振荡器输入和常规晶体振荡器输入进行二选一选择，将选好的时钟频率送给分频电路进行降频操作，然后送给计时器，得到星务时钟给遥测设备和CPU，遥测设备获取星务时钟下传地面，误差校正接收地面和CPU数据，对计数器进行校时。

所述计时器包括20位二进制微秒计时器和32位二进制秒计时器两级，分别完成微秒级和秒级计时，并可输出整秒脉冲和秒内可配置周期脉冲，满足星内不同的计时任务。

20位二进制微秒计时器产生20bit微秒级计数，当计满1s，则向32位二进制秒计时器进位，产生32bit秒级计数；同时送出整秒脉冲，用于外部秒对齐；也能按要求产生秒内的可配置周期脉冲，用于外部时钟应用；微秒和秒两级计数结果送给计时器单元拼接成52bit星务时钟给遥测设备和CPU；误差校正既能接收CPU发送的校时数据，也能接收地面直接发送的校时数据，对微秒计时器和秒计时器分别进行微秒级和秒级校时，从而避免因CPU故障导致的整星时统无法维护。

所述遥测设备中，卫星遥测时钟获取当前最新52bit星务时钟，送给遥测组帧电路下传地面。