[发明专利]导航卫星时间系统及其自主恢复方法

权利要求书

1.一种导航卫星时间系统，其特征在于，所述导航卫星时间系统包括载荷时间系统，所述载荷时间系统用于产生和维持载荷时间，所述载荷时间系统包括星载原子钟、时频处理单元及多个载荷时间备份模块，其中：

载荷时间的时间信息从地面站时间中获取；

载荷时间的秒脉冲信号由所述星载原子钟和所述时频处理单元产生和维持；

所述载荷时间备份模块的时间信息与所述时频处理单元的时间信息同步；以及

当所述时频处理单元发生故障时，触发一级恢复状态，其中所述一级恢复状态包括：

由所述时频处理单元比较多个所述载荷时间备份模块反向输出的时间信息和秒脉冲信号，并且当由所述多个载荷时间备份模块中的两个或两个以上的载荷时间备份模块反向输出的时间信息和秒脉冲信号的相位一致时，则获取该时间信息和秒脉冲相位，并执行载荷时间的恢复，其中所述恢复包括：

由所述时频处理单元调整自身的秒脉冲信号的相位，重新设置自身的时间信息，并将所述时间信息分发给载荷单元。

2.如权利要求1所述的导航卫星时间系统，其特征在于，所述载荷时间系统还包括多个载荷单元，每个所述载荷时间备份模块均位于所述载荷单元之一中；

所述载荷时间的秒脉冲信号由所述载荷单元进行备份，包括：

由所述时频处理单元将所述载荷时间的秒脉冲信号及时间信息分发给所述载荷单元；以及

由所述载荷单元接收，并将所述载荷时间备份模块的时间信息与所述时频处理单元的时间信息同步，并将所述载荷时间备份模块的时间信息和秒脉冲信号反向传输至所述时频处理单元。

3.如权利要求2所述的导航卫星时间系统，其特征在于，所述载荷单元包括：

上行注入接收单元，其被配置为接收地面站时间的时间信息；

信号处理发播单元，其被配置为通过导航电文播发所述载荷时间的时间信息及钟差信息；以及

完好性监测单元，其被配置为监测所述载荷时间的时间信息及秒脉冲信号是否完好与准确，其中当上行注入接收单元、信号处理发播单元及完好性监测单元中任意两个单元反向输出的时间信息和秒脉冲信号的相位一致时，则获取该时间信息和秒脉冲信号以执行载荷时间的恢复。

4.如权利要求1所述的导航卫星时间系统，其特征在于，所述导航卫星时间系统所在的卫星位于一星座内，所述星座还包括其他卫星，其中在正常情况下，所述星座内的各个卫星的载荷时间一致，所述载荷时间均为星座时间，所述星座时间与所述地面站时间同步；

当所述时频处理单元发生故障且无法进入一级恢复状态时，触发二级恢复状态，所述二级恢复状态包括：

由所述导航卫星时间系统获取所述星座时间作为恢复后的载荷时间；以及

由所述导航卫星时间系统所在的卫星与其他卫星进行星间测距和数据交互，获取测距信息，同时根据所述载荷时间恢复前后的所述测距信息进行钟差拟合，推算所述载荷时间的偏差后，对恢复的所述载荷时间进行相位矫正。

5.如权利要求4所述的导航卫星时间系统，其特征在于，所述二级恢复状态被触发的条件为所述时频处理单元和所述载荷时间备份模块均不能产生、维持或备份正确的时间信息，且无法通过自备份的方式恢复所述载荷时间。

6.如权利要求4所述的导航卫星时间系统，其特征在于，所述导航卫星时间系统还包括平台时间系统，所述平台时间系统包括实时时钟单元模块，所述实时时钟单元模块用于产生和维持所述平台时间；

所述平台时间的时间信息从地面站时间中获取；

所述实时时钟单元模块根据所述时频处理单元的秒脉冲信号调整所述平台时间的秒脉冲信号；

当所述时频处理单元发生故障，且无法进入一级恢复状态和二级恢复状态时，触发三级恢复状态，所述三级恢复状态包括：所述实时时钟单元模块触发自主守时功能，其中利用平台时间的秒脉冲信号进行自主守时；

所述时频处理单元读取所述平台时间的秒脉冲相位和时间信息，使所述载荷时间与之初步同步，等待二级恢复状态被触发后，根据二级恢复状态中的步骤完成载荷时间的秒脉冲信号的相位校正；

所述时频处理单元向所述载荷单元发出校正指令，以校正所述载荷单元的秒脉冲信号和时间信息。