【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于卫星导航
,具体涉及一种星载时间系统的星地激光时差测量装置,用于卫星导航系统星地时间系统的精密测量。
技术介绍
在卫星导航系统中,星载时钟与地面测站的基准时钟之间的时间频率变化及稳定性关系到整个卫星导航系统的精度和准确度。对于导航卫星的星载时间测量,其精度需要达到纳秒(ns)量级或者更高。 为达到上述精度,一般国际上采用的测量方法为无线电测量方法,这也是国际卫星导航系统,包括美国GPS系统、俄罗斯Glonass系统和欧洲Galileo系统等均普遍采用的方法,我国的北斗卫星导航系统也采用了这一方法。 在无线电测量方法中,由于无线电的波长较长,其精度能够达到纳秒量级,一般情况下大约为3纳秒,这种测量精度虽然能够满足卫星导航的精度要求,但现有的卫星导航技术正朝向更高精度的时间测量发展。 而激光的波长远小于一般的无线电,并且大气对于激光脉冲传递时延的影响较小,因此采用激光对导航卫星的星载时间系统进行测定,则可以获得精度更高的测量数据,从而大大提高卫星导航的准确度。现今卫星导航系统星地时间系统的精密测量领域中,使用激光时间比对技术已经成为更主流的研究方向。 激光时间比对技术是一种以激光脉冲作为媒介实现地面上两个时钟或卫星时钟与地面时钟之间时间频率比较的方法,激光时间传递利用光脉冲在空间的传播实现远距离两地间时钟的同步,是 ...
【技术保护点】
一种星载时间系统的星地激光时差测量装置,其特征在于,该装置包括光电转换模块、电信号时间测量模块、测控指令接收处理模块、测量数据处理传输模块及电源模块;其中各模块之间的连接关系为:光电转换模块连接电信号时间测量模块,测控指令接收处理模块和测量数据处理及传输模块分别与电信号时间测量模块相连,电源模块为整个装置提供电源;所述电信号测量模块连接星上参考时钟,测量数据处理传输模块以及测控指令接收处理模块通过遥测遥控通道与地面测站进行通信;所述测控指令接收处理模块接收地面测站发送的激光发射时刻,通过星地激光传播路径以及激光传播速度计算得到预计的激光到达时间,以预计的激光到达时间为起点设定固定的时间长度作为门控信号,门控信号发送给光电转换模块;所述光电转换模块采用单光子探测器接收地面测站发射的激光脉冲,其中地面测站每隔一秒向本星载装置发射一次激光脉冲,光电转换模块接收门控信号,触发单光子探测器准备接收,单光子探测器依据门控信号,在所述固定的时间长度内接收入射的激光脉冲,当该固定的时间长度超时,则关闭单光子探测器并等待下次触发;单光子探测器将接收的每个激光脉冲均进行光电转换形成激光脉冲的电信号,记为电 ...
【技术特征摘要】
1.一种星载时间系统的星地激光时差测量装置,其特征在于,该装置包括
光电转换模块、电信号时间测量模块、测控指令接收处理模块、测量数据处理
传输模块及电源模块;其中各模块之间的连接关系为:光电转换模块连接电信
号时间测量模块,测控指令接收处理模块和测量数据处理及传输模块分别与电
信号时间测量模块相连,电源模块为整个装置提供电源;
所述电信号测量模块连接星上参考时钟,测量数据处理传输模块以及测控
指令接收处理模块通过遥测遥控通道与地面测站进行通信;所述测控指令接收
处理模块接收地面测站发送的激光发射时刻,通过星地激光传播路径以及激光
传播速度计算得到预计的激光到达时间,以预计的激光到达时间为起点设定固
定的时间长度作为门控信号,门控信号发送给光电转换模块;
所述光电转换模块采用单光子探测器接收地面测站发射的激光脉冲,其中
地面测站每隔一秒向本星载装置发射一次激光脉冲,光电转换模块接收门控信
号,触发单光子探测器准备接收,单光子探测器依据门控信号,在所述固定的
时间长度内接收入射的激光脉冲,当该固定的时间长度超时,则关闭单光子探
测器并等待下次触发;单光子探测器将接收的每个激光脉冲均进行光电转换形
成激光脉冲的电信号,记为电脉冲信号,并传送给电信号时间测量模块;
所述电信号时间测量模块包括整周测量单元;其中整周测量单元由多个时
钟延迟单元串联组成;对于星载时钟产生的每个秒脉冲,以该秒脉冲的前沿记
为开始信号,在该秒脉冲与下一个秒脉冲之间接收到的电脉冲信号的前沿记为
结束信号,开始信号及其对应结束信号之间形成时间闸门;串联多个整周测量
单元覆盖时间闸门,计算时间闸门内所包含的整周测量单元的个数,同时计算
时间闸门内不足整周部分所包含的时钟延迟单元的个数,获得时间闸门的时间
测量值即为时差测量值;在所述固定的时间长度内获得每个秒脉冲对应的时...
【专利技术属性】
技术研发人员:王劼,张忠萍,黄佩诚,胡伟,廖瑛,叶扬,孟文东,张海峰,陈婉珍,
申请(专利权)人:北京空间飞行器总体设计部,
类型:发明
国别省市:北京;11
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