[发明专利]一种实现透明转发卫星授时的方法和系统

权利要求书

1.一种实现透明转发卫星授时的方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)在地面获得卫星的双行数据，解算卫星的预报位置信息，结合时频微波信号收发时延信息，获得1PPS时间信号从基准源输出端口到卫星的传播时延，将该时延和卫星预报位置以系统要求格式编制成电文；

(2)将电文信息以与时频基准同步的要求进行调制，变频、放大后发射给卫星，同时接收经卫星转发的本站发射信号，获得时频传递收发时延信息；

(3)根据时频传递收发时延信息获取接收信号码与载波相位的偏离值，并依据该偏离值对产生的时频播发信号载波进行调整，使信号在到达卫星转发载荷发射天线时，伪码与载波的相位保持一致；

(4)采用同时刻的载波相位测距信息和从解调电文获得的卫星位置信息建立观测方程，计算信号发射时间补偿参数；位置已知的用户接收卫星播发的授时信号，对接收信号进行捕获、跟踪，获得测量伪距，根据信号发射时间补偿参数获得授时结果。

2.根据权利要求1所述的实现透明转发卫星授时的方法，其特征在于，所述的信号发射时间补偿参数ρ_loop为载波相位测距信息，(x_g,y_g,z_g)时频信号收发地面站的地址，(x_s,y_s,z_s)为从解调电文获得的卫星位置信息，τ_rd为地面收发时频信号的接收设备时延。

3.一种根据权利要求1所述方法的实现透明转发卫星授时的系统，包括地面时频基准、时频信号收发地面站、卫星信号数据处理中心和具有透明转发载荷的卫星，其特征在于，所述的卫星信号数据处理中心获得卫星的双行数据，解算卫星的预报位置信息，结合接收时频信号收发地面站提供的时频微波信号收发时延信息，获得1PPS时间信号从基准源输出端口到卫星的传播时延，将该时延和卫星预报位置编制成电文，发送给时频信号收发地面站；时频信号收发地面站将接收的电文信息以与时频基准严格同步的要求进行调制，变频、放大后发射给卫星，同时接收经卫星转发的本站发射信号，获得时频传递收发时延信息，将该信息提交给卫星信号数据处理中心；同时，时频信号收发地面站根据获得的时频传递收发时延信息，获取接收信号码与载波相位的偏离值，并依据该偏离值对产生的时频播发信号载波进行调整，使信号在到达卫星转发载荷发射天线时，伪码与载波的相位保持一致；卫星信号数据处理中心采用同时刻的载波相位测距信息和从解调电文获得的卫星位置信息建立观测方程，计算信号发射时间补偿参数，并将发射时间补偿参数结合卫星星历信息编辑成电文，发送给时频信号收发地面站；位置已知的用户接收卫星播发的授时信号，对接收信号进行捕获、跟踪，获得测量伪距，根据信号发射时间补偿参数获得授时结果。

4.根据权利要求3所述的实现透明转发卫星授时的系统，其特征在于，所述的地面时频基准设备包括时间频率产生设备和时间基准溯源设备；时间频率产生设备利用至少一个氢钟和至少一个铯钟组成原子钟组，以氢钟作为主钟，依据钟组联合尺度算法计算得到一个综合原子时尺度，利用时间基准溯源设备获得的溯源比对数据和纸面时数据计算主钟频率驾驭量，通过相位微跃计实现主钟频率驾驭，最终产生准确稳定的标准时间频率信号。

5.根据权利要求3所述的实现透明转发卫星授时的系统，其特征在于，所述的时频信号收发地面站包括时频微波信号产生与接收处理设备、发射信号功率放大设备、接收信号低噪声放大器设备以及天线；时频信号产生与接收处理设备以地面时频基准设备提供的时频信号为参考，产生内部时频信号，并保持内部时频信号与参考信号严格同步，以内部时频信号的工作时钟驱动，将卫星的位置信息及1PPS时间信号从基准源输出端口到卫星的时延信息编制成播发点位，实现发播时频信号的产生与调制；该调制信号经发射信号功率放大设备进行功率放大后，通过天线发射给卫星，卫星对地面发射信号进行透明转发给用户；时频信号产生与接收处理设备同时接收经卫星转发的本站发射信号，经接收信号低噪声放大器设备进行功率放大后，对接收的信号进行捕获、跟踪、解调、测距，获得载波与伪码测距值及解调电文信息，根据观测到的载波、伪码测距值，计算码与载波相位的偏差量，根据偏差量对产生时频信号的载波频率与相位进行调整，实现码与载波相位的一致。