一种低轨卫星的时间同步方法、装置及介质制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种低轨卫星的时间同步方法、装置及介质，适用于卫星通信领域。根据节点时间质量对当前卫星节点进行第一同步校准，并通过改进RTT同步法对校准后的当前卫星节点进行第二同步校准，消除时延差值；当星座网络的各卫星节点完成时间同步后，根据各卫星节点对应的节点时间质量与预设条件的关系执行对应的时间同步保持策略以实现低轨卫星的时间同步。同时增加时间同步保持策略，可实现在某颗卫星突发失同步导致的通信中断或特殊时期无法定位授时的情况下，自主保持时间同步，提高低轨卫星通信系统的可靠性。低轨卫星通信系统的可靠性。低轨卫星通信系统的可靠性。

【技术实现步骤摘要】
一种低轨卫星的时间同步方法、装置及介质


[0001]本专利技术涉及卫星通信领域，特别是涉及一种低轨卫星的时间同步方法、装置及介质。

技术介绍

[0002]全网时间同步技术是低轨通信卫星星座的核心技术之一，尤其是对于采用时分多址接入(Time Division Multiple Access，TDMA)组网体制或时分双工通信模式的卫星网络，全网精确定时是建立通信的必须条件。
[0003]常规卫星网络时间同步多采用全球定位系统(Global Positioning System，GPS)或者北斗进行授时同步，严重依赖于外部导航系统。然而在特殊时期可能存在GPS或北斗无法使用的情况下，工程实现时采用商用GPS接收机进行授时，但是商用GPS接收机在轨环境存在短时不定位的情况，在上述两种情况都无法定位授时的情况下，其卫星通信中断，无法实现时间同步，导致低轨卫星通信系统的可靠性降低。
[0004]因此，寻求一种低轨卫星的时间同步方法是本领域技术人员亟需要解决的。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是提供一种低轨卫星的时间同步方法、装置及介质，自主保持时间同步，提高低轨卫星通信系统的可靠性。
[0006]为解决上述技术问题，本专利技术提供一种低轨卫星的时间同步方法，包括：
[0007]获取星座网络的时间基准点和未时间同步的当前卫星节点，并对当前卫星节点进行初始化输出对应的节点时间质量，其中时间基准点为境内地球站；
[0008]根据节点时间质量对当前卫星节点进行第一同步校准，并通过改进RTT同步法对校准后的当前卫星节点进行第二同步校准，其中第一同步校准的等级小于第二同步校准的等级；
[0009]将第二同步校准后的当前卫星节点作为新的时间基准点，对下一个当前卫星节点进行校准，并返回至根据节点时间质量对当前卫星节点进行第一同步校准的步骤，直至星座网络的各卫星节点完成时间同步；
[0010]根据各卫星节点对应的节点时间质量与预设条件的关系执行对应的时间同步保持策略以实现低轨卫星的时间同步。
[0011]优选地，对当前卫星节点进行初始化输出对应的节点时间质量，包括：
[0012]获取当前卫星节点的时间同步参数；
[0013]根据时间同步参数建立时间监视模型，并输出当前卫星节点对应的本地系统时间；
[0014]根据本地系统时间与时间基准点确定当前卫星节点的节点时间质量。
[0015]优选地，根据节点时间质量对当前卫星节点进行第一同步校准，包括：
[0016]当当前卫星节点入境时，控制当前卫星节点向时间基准点发送时间广播请求信息
以便时间基准点将应答广播信息发送至当前卫星节点；
[0017]根据应答广播信息对当前卫星节点进行本地系统时间校正以完成第一同步校准。
[0018]优选地，通过改进RTT同步法对校准后的当前卫星节点进行第二同步校准，包括：
[0019]获取当前卫星节点的RTT询问报文信息；
[0020]将当前卫星节点作为询问方，将时间基准点作为应答方；
[0021]控制询问方将RTT询问报文信息发送至应答方的时间作为第一时间戳；
[0022]控制应答方记录接收RTT询问报文信息的时间作为第二时间戳，并根据RTT询问报文信息生成对应的RTT应答报文信息，记录RTT应答报文信息的发送时间作为第三时间戳，将RTT应答报文信息于第三时间戳发送至询问方，其中RTT应答报文信息包括第二时间戳、第三时间戳和应答方的星历信息；
[0023]控制询问方记录接收RTT应答报文信息的时间作为第四时间戳；
[0024]获取询问方的星历信息；
[0025]根据询问方的星历信息和应答方的星历信息确定询问方和应答方的实际时延差值；
[0026]将第二时间戳与第一时间戳进行作差处理得到第一时延差值；
[0027]将第三时间戳与第四时间戳进行作差处理得到第二时延差值；
[0028]将第一时延差值与第二时延差值进行作差处理得到第三时延差值；
[0029]根据第三时延差值与实际时延差值进行作差处理得到询问方与应答方的双向时延时间；
[0030]对双向时延时间平均处理得到单向时延时间，并将单向时延时间作为询问方的偏移量以确定完成第二同步校准。
[0031]优选地，预设条件包括第一预设条件、第二预设条件和第三预设条件，根据各卫星节点对应的节点时间质量与预设条件的关系执行对应的时间同步保持策略，包括：
[0032]获取当前卫星节点的当前节点时间质量值和时间偏离基准值、第二同步门限值和第一同步门限值，其中第二同步门限值高于第一同步门限值；
[0033]根据各卫星节点对应的节点时间质量建立时间质量值报表；
[0034]在时间质量值报表内获取当前卫星节点的相邻卫星节点的时间质量值，其中相邻卫星节点位于当前卫星节点的同轨间链路与异轨间链路的卫星节点；
[0035]当相邻卫星节点的时间质量值满足第一预设条件时，则以相邻卫星节点作为时间基准点，对当前卫星节点发起精同步，进入至通过改进RTT同步法对校准后的当前卫星节点进行第二同步校准的步骤，其中第一预设条件为相邻卫星节点的时间质量值发生变化；
[0036]当当前节点时间质量值满足第二预设条件时，则在时间质量值报表内选取相邻卫星节点内最高的时间质量值，并向最高的时间质量值对应的相邻卫星节点发起精同步，进入至通过改进RTT同步法对校准后的当前卫星节点进行第二同步校准的步骤，其中第二预设条件为当前节点时间质量值小于第二同步门限值；
[0037]当当前节点时间质量值与时间偏离基准值满足第三预设条件时，则在时间质量值报表内选取相邻卫星节点内最高的时间质量值，并向最高的时间质量值对应的相邻卫星节点发起时间广播请求信息，进入至根据应答广播信息对当前卫星节点进行本地系统时间校正以完成第一同步校准的步骤，其中第三预设条件为当前节点时间质量值小于第一同步门
限值且时间偏离基准值大于阈值。
[0038]优选地，星座网络的建立过程包括以下步骤：
[0039]在当前轨道面上配置多个卫星节点处于同轨星间链路；
[0040]将多个卫星节点处的当前卫星节点配置相邻轨道面上的卫星节点，以处于异轨星间链路；
[0041]根据同轨星间链路和异轨星间链路对当前卫星节点与相邻卫星节点固定连接；
[0042]将境内地球站接入当前轨道面的任意一个卫星节点以便于多个卫星节点与境内地球站处于星座网络内完成建立过程。
[0043]优选地，还包括：
[0044]获取星座网络的时间同步的误差因素参数；
[0045]根据误差因素参数确定误差类别和误差量级；
[0046]结合误差类别、误差因素参数和误差量级进行误差分析处理确定对应的境内地球站的授时周期。
[0047]为解决上述技术问题，本专利技术还提供一种低轨卫星的时间同步装置，包括：
[0048]初始化本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种低轨卫星的时间同步方法，其特征在于，包括：获取星座网络的时间基准点和未时间同步的当前卫星节点，并对所述当前卫星节点进行初始化输出对应的节点时间质量，其中所述时间基准点为境内地球站；根据所述节点时间质量对所述当前卫星节点进行第一同步校准，并通过改进RTT同步法对校准后的所述当前卫星节点进行第二同步校准，其中所述第一同步校准的等级小于所述第二同步校准的等级；将所述第二同步校准后的所述当前卫星节点作为新的时间基准点，对下一个所述当前卫星节点进行校准，并返回至所述根据所述节点时间质量对所述当前卫星节点进行第一同步校准的步骤，直至所述星座网络的各卫星节点完成时间同步；根据各所述卫星节点对应的节点时间质量与预设条件的关系执行对应的时间同步保持策略以实现所述低轨卫星的时间同步。2.根据权利要求1所述的低轨卫星的时间同步方法，其特征在于，所述对所述当前卫星节点进行初始化输出对应的节点时间质量，包括：获取所述当前卫星节点的时间同步参数；根据所述时间同步参数建立时间监视模型，并输出所述当前卫星节点对应的本地系统时间；根据所述本地系统时间与所述时间基准点确定所述当前卫星节点的所述节点时间质量。3.根据权利要求2所述的低轨卫星的时间同步方法，其特征在于，所述根据所述节点时间质量对所述当前卫星节点进行第一同步校准，包括：当所述当前卫星节点入境时，控制所述当前卫星节点向所述时间基准点发送时间广播请求信息以便所述时间基准点将应答广播信息发送至所述当前卫星节点；根据所述应答广播信息对所述当前卫星节点进行本地系统时间校正以完成所述第一同步校准。4.根据权利要求3所述的低轨卫星的时间同步方法，其特征在于，所述通过改进RTT同步法对校准后的所述当前卫星节点进行第二同步校准，包括：获取所述当前卫星节点的RTT询问报文信息；将所述当前卫星节点作为询问方，将所述时间基准点作为应答方；控制所述询问方将所述RTT询问报文信息发送至所述应答方的时间作为第一时间戳；控制所述应答方记录接收所述RTT询问报文信息的时间作为第二时间戳，并根据所述RTT询问报文信息生成对应的RTT应答报文信息，记录所述RTT应答报文信息的发送时间作为第三时间戳，将所述RTT应答报文信息于所述第三时间戳发送至所述询问方，其中所述RTT应答报文信息包括所述第二时间戳、所述第三时间戳和所述应答方的星历信息；控制所述询问方记录接收所述RTT应答报文信息的时间作为第四时间戳；获取所述询问方的星历信息；根据所述询问方的星历信息和所述应答方的星历信息确定所述询问方和所述应答方的实际时延差值；将所述第二时间戳与所述第一时间戳进行作差处理得到第一时延差值；将所述第三时间戳与所述第四时间戳进行作差处理得到第二时延差值；
将所述第一时延差值与所述第二时延差值进行作差处理得到第三时延差值；根据所述第三时延差值与所述实际时延差值进行作差处理得到所述询问方与所述应答方的双向时延时间；对所述双向时延时间平均处理得到单向时延时间，并将所述单向时延时间作为所述询问方的偏移量以确定完成所述第二同步校准。5.根据权利要求3所述的低轨卫星的时间同步方法，其特征在于，所述预设条件包括第一预设条件、第二预设条件和第三预设条件，所述根据各所述卫星节点对应的节点时间质量与预设条件的关系执行对应的时间同步保持策略，包括：获取所述当前卫星节点的当前节点时间质量值和时间偏离基准值、第二同步门限值和第一同步门限值，其中所述第二同步门限值高于所述第一同步门限值；根据各所述卫星节点对应的节点时间质量建立时间质量值报表；在所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：邓雪群，丁晟，陈毅君，
申请(专利权)人：浙江吉利控股集团有限公司，
类型：发明
国别省市：