[发明专利]卫星自主定位与时间同步系统及方法

说明书

本发明提供了一种卫星自主定位与时间同步系统及方法，卫星时频基准产生器提供频率基准信号；秒脉冲产生模块根据频率基准信号产生时间基准信号；卫星导航接收机被配置为提供PPS授时信号；秒脉冲比对模块被配置为采用连续采样鉴相，将PPS授时信号与时间基准信号进行比对，得出第一时间同步信号，并将第一时间同步信号发送至时间同步控制模块；星地双向时间比对载荷被配置为通过与地面测控站进行双向精密测距，根据测距结果和时间基准信号产生第二时间同步信号，并将第二时间同步信号发送至时间同步控制模块；时间同步控制模块被配置为根据对第一时间同步信号和/或第二时间同步信号对频率基准信号和/或时间基准信号进行相位校正和/或频率校正。

技术领域

本发明涉及卫星导航与定时技术领域，特别涉及一种卫星自主定位与时间同步系统及方法。

背景技术

相对于传统化推进采用推进剂，电推进系统采用电能来加速推进剂，能够大幅提升推进剂的利用效率，因此能使卫星节省约90％的推进剂。因此在提升载荷容量、寿命的同时，全电推GEO卫星相对于传统的化学推进GEO卫星，可降低约50％甚至更多的发射重量，降低约一半的发射成本。已经成为商业通信卫星领域的发展趋势，

宽带通信卫星载荷类型多样、多系统融合的趋势，要求卫星时频基准信号同时具有低相位噪声、时间同步精度高、长期稳定度好等特点，传统的时频载荷设计缺乏系统性考虑，满足如此多样的需求耗费大量资源，而全电推入轨卫星又存在入轨时间较长，测定轨需占用较多地面测控资源的问题，更加大了卫星时频基准信号是生成及时间同步的难度，因此，如何将全电推入轨应用于宽带通信卫星成为难题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种卫星自主定位与时间同步系统及方法，以解决现有的全电推入轨难以应用于宽带通信卫星的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供一种卫星自主定位与时间同步系统，所述卫星自主定位与时间同步系统包括承载于入轨卫星上的卫星时频基准产生器、秒脉冲产生模块、秒脉冲比对模块、时间同步控制模块及星地双向时间比对载荷，以及承载于入轨卫星上的卫星导航接收机，其中：

所述卫星时频基准产生器被配置为提供频率基准信号；

所述秒脉冲产生模块被配置为根据所述频率基准信号产生时间基准信号；

所述卫星导航接收机被配置为提供PPS授时信号；

所述卫星导航接收机被配置为实现卫星自主定位；

所述秒脉冲比对模块被配置为采用连续采样鉴相，将所述PPS授时信号与所述时间基准信号进行比对，得出第一时间同步信号，并将所述第一时间同步信号发送至所述时间同步控制模块；

所述星地双向时间比对载荷被配置为通过与地面测控站进行双向精密测距，根据测距结果和所述时间基准信号产生第二时间同步信号，并将所述第二时间同步信号发送至所述时间同步控制模块；

所述时间同步控制模块被配置为根据所述对所述第一时间同步信号和/或所述第二时间同步信号对所述频率基准信号和/或所述时间基准信号进行频率校正和/或相位校正。

可选的，在所述的卫星自主定位与时间同步系统中，所述卫星时频基准产生器包括恒温晶振、两个铷原子钟、选择开关、直接数字频率合成器、鉴相器、环路滤波器及100M晶振，其中：

所述直接数字频率合成器、所述鉴相器及所述环路滤波器被配置为组成锁相环；

所述选择开关被配置为使能所述恒温晶振或其中一个所述铷原子钟；

被使能的所述铷原子钟或所述恒温晶振通过所述锁相环与所述100MHz晶振进行锁相，以使所述100MHz晶振输出频率基准信号；

所述锁相环的分频器功能由所述直接数字频率合成器代替，通过调整所述直接数字频率合成器的控制字，执行对所述频率基准信号的频率控制。