[发明专利]一种高鲁棒性的卫星星座时间自同步方法

权利要求书

1.一种高鲁棒性的卫星星座时间自同步方法，其特征在于包括时间初始同步步骤：

(1-1)、利用地面站对卫星星座内任意一颗卫星进行时间同步，实现单星时间同步；

(1-2)、完成同步的卫星向周边的其他卫星发送时间同步格式帧；所述时间同步格式帧包括卫星号、同步判决字和自定义时间表示字段，所述同步判决字用于标识发送该时间同步格式帧的卫星是否已经完成时间同步；

(1-3)、收到时间同步格式帧的待同步卫星，优先利用已经完成时间同步的同轨卫星完成时间同步，对于无法使用同轨卫星时间同步信号的卫星，采用已经完成时间同步的异轨卫星进行时间同步；

(1-4)、重复步骤(1-2)和(1-3)，直到卫星星座内所有卫星均完成了时间同步。

2.根据权利要求1所述的一种高鲁棒性的卫星星座时间自同步方法，其特征在于还包括时间同步保持步骤：

(2-1)、卫星星座时间同步后，每颗卫星根据本星时间，按照预设的频率，在统一的卫星时刻的向相邻卫星发送时间同步帧；

(2-2)、收到时间同步格式帧的卫星，根据所述相邻同轨卫星之间的距离相同，每颗星收到相邻同轨卫星同步帧时刻和完整性相同的原则以及卫星星座拓扑结构，进行时间突发错误的检测，判断自身时间是否发生错误；

(2-3)、当卫星判断为本星时间突发错误时，首先将本星的同步判决字置为无效，并停止向其他卫星发送时间同步帧，然后立即与相邻同轨卫星进行时间同步，同步完成后进行正常通信。

3.根据权利要求1所述的一种高鲁棒性的卫星星座时间自同步方法，其特征在于所述步骤(1-1)中地面站采用RTT时间同步方法对卫星星座内任意一颗卫星进行时间同步。

4.根据权利要求1所述的一种高鲁棒性的卫星星座时间自同步方法，其特征在于当 所述待同步卫星收到同轨卫星发送的时间同步格式帧，并且时间同步格式帧内的同步判决字有效时，采用RTT时间同步方法与同轨卫星完成时间同步。

5.根据权利要求1所述的一种高鲁棒性的卫星星座时间自同步方法，其特征在于当 所述待同步卫星收到异轨卫星发送的同步判决字有效的时间同步格式帧时，开始计时，在预设时间段内，仍然没有收到同轨卫星发送的时间同步格式帧，则预测该待同步卫星与异轨卫星进行时间同步时时间同步误差最小的地点，在该待同步卫星到达误差最小的地点之前，收到同轨卫星发送的时间同步格式帧时，采用RTT时间同步方法，完成待同步卫星与同轨卫星的时间同步；否则，在误差最小的地点采用RTT时间同步方法，完成待同步卫星与异轨卫星的时间同步。

6.根据权利要求5所述的一种高鲁棒性的卫星星座时间自同步方法，其特征在于所述预设时间段为电磁波绕行轨道一周的时间。

7.根据权利要求6所述的一种高鲁棒性的卫星星座时间自同步方法，其特征在于所述预设时间段具体计算公式为：

其中，r_e为地球半径，h为轨道高度。

8.根据权利要求5所述的一种高鲁棒性的卫星星座时间自同步方法，其特征在于所述时间同步误差的计算公式为：

其中，v为卫星间相对速度，S为卫星间相对距离，c为光速。

9.根据权利要求2所述的一种高鲁棒性的卫星星座时间自同步方法，其特征在于如果某颗卫星不能完整收到相邻的两颗同轨卫星发送的时间同步格式帧，则判断该卫星自身时间同步发生了错误；如果该卫星能完整收到相邻的任意一颗同轨卫星发送的时间同步格式帧，则判断是其他卫星时间同步出现问题。

10.根据权利要求1～9任一项所述一种高鲁棒性的卫星星座时间自同步方法，其特征在于所述卫星星座为含有TDD星间链路的全球卫星星座。