[发明专利]一种基于GPS秒脉冲计算当前时钟管理晶振频率的方法

说明书

本发明公开了一种基于GPS秒脉冲计算当前时钟管理晶振频率的方法，属于航天器用计算机时间管理领域。本发明的基于GPS秒脉冲计算当前时钟管理晶振频率的方法，基于GPS秒脉冲为基准源，依托于硬件产品的实际空间环境运行状态，减少了星上时间的误差，提高星上时间的可靠性；本发明依托于硬件产品的实际空间环境运行状态，能够高效的了解当前飞行器的状态；本发明为地面工作人员提供了有效的数据支持，能够准确的执行相应的操作，增加地面控制的灵活度。

技术领域

本发明属于航天器用计算机时间管理领域，尤其是一种基于GPS秒脉冲计算当前时钟管理晶振频率的方法。

背景技术

随着计算机领域的迅猛发展，对精确的时间有了更严格的要求。尤其在航天器系统中保持星地的时间同步和时间准确是非常有必要的。飞行器的时钟管理设计，通常是采用FPGA时间管理算法的方式实现，通过授时或校时命令来更正时间，所有的时间基准依赖于时间管理的晶振频率。与地面测试时相比，在轨飞行会引入不同的空间环境因素，晶振的频率也会发生微弱的变化，随着执行任务时间变长，晶振的自身老化也会影响晶振的频率，长时间运行会影响星地时间差，影响地面的数据处理和指令控制。

飞行器的时钟管理在晶振频率不能满足当前星时管理的要求时，只能被动的选用GPS校时，存在以下问题：无法得知当前在轨时钟晶振的运行频率和自守时的精度；具有均匀校时功能，但是无法得到精确的修正参数；无法实时监测时钟频率，GPS校时切换指令不明确。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种基于GPS秒脉冲计算当前时钟管理晶振频率的方法。

为达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：

一种基于GPS秒脉冲计算当前时钟管理晶振频率的方法：

(1)、通过不间断的下行遥测数据将飞行器的当前时钟频率信息下发；

(2)、地面接收下发信息后，以GPS秒脉冲为基准源，根据当前时钟频率信息计算出当前时钟晶振的工作频率，同时基于当前时钟晶振的工作频率，计算时钟稳定度，基于时钟稳定度判断是否校时；

若时钟稳定度小于等于预设值，则保持自守时模式；

若时钟稳定度大于预设值，则进行校时，遥测上行修正参数；

(3)、飞行器接收到所述修正参数，对当前时钟晶振的工作频率进行校时。

进一步的，步骤(2)中计算当前时钟晶振的工作频率的具体过程为：

打开飞行器的当前时钟频率的时间窗口，在所述时间窗口内晶振和GPS秒脉冲时间相同，统计时间窗口内晶振的周期个数，从而计算出当前时钟晶振的工作频率。

进一步的，所述时间窗口为127个秒脉冲，即为标准的127s。

进一步的，步骤(2)中的GPS秒脉冲与下发的当前时钟为经过了同步处理，使得时钟频率的误差在一个时钟范围内。

进一步的，步骤(1)中通过更改遥控下行的星地通讯数据协议，遥测下行增加了时钟频率计数。

进一步的，步骤(3)中通过更改遥测上行的星地通讯数据协议，遥测下行增加了遥控上行增加了时钟修正参数。

进一步的，步骤(2)中，若当前时钟晶振稳定度不高于2×10^-6，则进行自守时管理；

若时钟晶振稳定度高于2×10^-6，则进行校时。

进一步的，步骤(2)中A(s)＝(F-F_C)/F，F为时钟晶振参数，F_C为测试时钟工作频率，A(s)为时钟稳定度。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：