一种时间和频率同步方法、装置及设备制造方法及图纸

本申请公开了一种时间和频率同步方法、装置、设备及存储介质，应用于分布式SAR系统中的每一SAR卫星，其中，所述方法包括：基于接收到至少一颗卫星的GPS信号，获取基准脉冲信号；利用所述基准脉冲信号校准所述SAR卫星的初始时钟信号，得到与所述基准脉冲信号的时间和频率均同步的目标信号。均同步的目标信号。均同步的目标信号。

【技术实现步骤摘要】
一种时间和频率同步方法、装置及设备


[0001]本申请实施例涉及合成孔径雷达
，涉及但不限于一种时间和频率同步方法、装置及设备。

技术介绍

[0002]分布式合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar，SAR)由放置于不同运动平台的多个SAR组成的分布式微波成像系统。分布式SAR获取的多维度雷达图像可用来实现多种应用，例如干涉测高、测形变、层析成像以及运动目标检测等。分布式SAR系统中装载SAR每一卫星分别使用不同的参考时钟源。目前，星载SAR通常使用具有高短期稳定性(Short Term Stability，STS)的铷原子钟或铯原子钟，获取时钟信号。然而，这些原子钟的长期稳定性(Long Term Stability，LTS)较低，很难满足分布式SAR高精度测量测绘任务的需求。不同时钟源的时间和频率偏差会降低雷达图像的分辨率和信噪比，并导致数字高程模型产生水平和垂直偏差。
[0003]现有技术中的脉冲交换方法只能获取超稳定晶振(Ultra Stable Oscillators，USOs)的相位误差，并且需要复杂的星下后处理步骤补偿相位同步误差，降低分布式SAR时钟同步效率。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，本申请实施例提供一种时间和频率同步方法、装置及设备。
[0005]本申请实施例的技术方案是这样实现的：
[0006]第一方面，本申请实施例提供一种时间和频率同步方法，应用于分布式SAR系统中的每一SAR卫星，所述方法包括：
[0007]基于接收到至少一颗卫星的GPS信号，获取基准脉冲信号；
[0008]利用所述基准脉冲信号校准所述SAR卫星的初始时钟信号，得到与所述基准脉冲信号的时间和频率均同步的目标信号。
[0009]第二方面，本申请实施例提供一种时间和频率同步装置，所述装置包括：
[0010]第一获取模块，用于基于接收到至少一颗卫星的GPS信号，获取基准脉冲信号；
[0011]第一校准模块，用于利用所述基准脉冲信号校准所述SAR卫星的初始时钟信号，得到与所述基准脉冲信号的时间和频率均同步的目标信号。
[0012]第三方面，本申请实施例提供一种电子设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现上述方法。
[0013]第四方面，本申请实施例提供一种存储介质，存储有可执行指令，用于处理器执行时，实现上述方法。
[0014]本申请实施例中，首先基于接收到至少一颗卫星的GPS信号，获取基准脉冲信号；然后利用所述基准脉冲信号校准所述SAR卫星的初始时钟信号，得到与所述基准脉冲信号的时间和频率均同步的目标信号。这样，使用GPS信号实时校准SAR卫星的初始时钟信号，可
以将分布式SAR系统中每一SAR卫星的时间和频率进行同步，有效提升分布式SAR时钟同步效率，满足分布式SAR高精度测量测绘任务的需求。
附图说明
[0015]图1A为本申请实施例提供的一种星上实时实现分布式SAR时间和频率同步系统框架示意图；
[0016]图1B为本申请实施例提供的一种时间和频率同步方法的实现流程示意图；
[0017]图2A为本申请实施例提供的主SAR卫星和辅SAR卫星的示意图；
[0018]图2B为本申请实施例提供的辅SAR卫星的ICSM示意图；
[0019]图2C为本申请实施例提供的一种时间和频率同步方法的实现流程示意图；
[0020]图2D为本申请实施例提供的一种同步信号的波形示意图；
[0021]图3为本申请实施例提供的一种时钟同步方法的流程示意图；
[0022]图4A为本申请实施例提供的一种3个USOs的时间和频率偏差的仿真示意图；
[0023]图4B为本申请实施例提供的一种3个USOs的频率偏差所对应相位误差功率谱密度的仿真示意图；
[0024]图4C为本申请实施例提供的一种估计的时间和频率偏差以及残余的时间和频率误差的仿真示意图；
[0025]图4D为本申请实施例提供的一种残余频率误差所对应相位误差功率谱密度的仿真示意图；
[0026]图5为本申请实施例提供的一种时间和频率同步装置的组成结构示意图；
[0027]图6为本申请实施例提供的电子设备的一种硬件实体示意图。
具体实施方式
[0028]为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对申请实施例的具体技术方案做进一步详细描述。以下实施例用于说明本申请，但不用来限制本申请的范围。
[0029]在以下的描述中，涉及到“一些实施例”，其描述了所有可能实施例的子集，但是可以理解，“一些实施例”可以是所有可能实施例的相同子集或不同子集，并且可以在不冲突的情况下相互结合。
[0030]在以下的描述中，所涉及的术语“第一\第二\第三”仅仅是是区别类似的对象，不代表针对对象的特定排序，可以理解地，“第一\第二\第三”在允许的情况下可以互换特定的顺序或先后次序，以使这里描述的本申请实施例能够以除了在这里图示或描述的以外的顺序实施。
[0031]除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的
的技术人员通常理解的含义相同。本文中所使用的术语只是为了描述本申请实施例的目的，不是旨在限制本申请。
[0032]对本申请实施例进行进一步详细说明之前，对本申请实施例中涉及的名词和术语进行说明，本申请实施例中涉及的名词和术语适用于如下的解释。
[0033]SAR(Synthetic Aperture Radar)，即合成孔径雷达，是一种主动式的对地观测系
统，可安装在飞机、卫星、宇宙飞船等飞行平台上，全天时、全天候对地实施观测、并具有一定的地表穿透能力。
[0034]图1A为本申请实施例提供一种星上实时实现分布式SAR时间和频率同步系统框架示意图，如图1A所示，该系统框架示意图包括全球定位系统(Global Positioning System，GPS)101，时间误差测量模块(Time Error Measurement Module，TEMM)102，信号处理模块(Signal Processing Module，SPM)103，实时同步处理模块(Real Time Synchronization Processing Module，ICSM)104，延时模块(Time Delay module，TDM)105，倍频器模块(Frequency Multiplier Module，FMM)106，数模转换器(Digital to Analog Converter，DAC)107，中心控制模块(Central Control Module，CCM)108，分频器模块(Frequency Divider Module，FDM)109，整形放大模块(Plastic Amplification Module，SAM)本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种时间和频率同步方法，其特征在于，应用于分布式SAR系统中的每一SAR卫星，所述方法包括：基于接收到至少一颗卫星的GPS信号，获取基准脉冲信号；利用所述基准脉冲信号校准所述SAR卫星的初始时钟信号，得到与所述基准脉冲信号的时间和频率均同步的目标信号。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述目标信号包括目标频率信号；所述利用所述基准脉冲信号校准所述SAR卫星的初始时钟信号，得到与所述基准脉冲信号的时间和频率均同步的目标信号，包括：获取所述初始时钟信号；对所述初始时钟信号进行分频操作，得到与所述基准脉冲信号的频率相等的第一脉冲信号；对比所述第一脉冲信号与所述基准脉冲信号，得到所述第一脉冲信号与所述基准脉冲信号的第一时间偏差和第一频率偏差；基于所述第一频率偏差校正所述初始时钟信号，得到与所述基准脉冲信号频率同步的所述目标频率信号。3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述对比所述第一脉冲信号与所述基准脉冲信号，得到所述第一脉冲信号与所述基准脉冲信号的时间偏差，包括：将所述第一脉冲信号的上升沿与所述基准脉冲信号的上升沿对齐，得到所述第一时间偏差；将所述第一时间偏差转换为所述第一频率偏差。4.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述目标信号还包括目标频率信号，所述方法还包括：基于所述第一时间偏差调整所述第一脉冲信号，得到与所述基准脉冲信号时间同步的所述目标脉冲信号。5.如权利要求2所述的方法，其特征在于，在所述对所述初始时钟信号进行分频操作，得到与所述基准脉冲信号的频率相等的第一脉冲信号之前，所述方法还包括：对所述初始时钟信号进行整形放大。6.如权利要求1至5任一项所述的方法，其特征在于，所述分布式SAR系统中包括主SAR卫星和辅SAR卫星，应用于所述SAR辅卫星，所述方法包括：获取所述主SAR卫星的主星同...

【专利技术属性】
技术研发人员：张岩岩，王宇，陆萍萍，李博，李俊峰，
申请(专利权)人：中国科学院空天信息创新研究院，
类型：发明
国别省市：