【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于通信与测量，涉及一种飞行器随遇接入与时间同步融合设计方法。
技术介绍
1、目前通信导航一体化技术发展迅速，在技术上需要完成通信与导航领域的融合。在广阔空域进行通信和导航一体化设计时，需要面临随遇接入和时间同步两个技术层面的问题。按照以往的解决方法，随遇接入过程和时间同步独立解决。
2、随遇接入技术是通信领域的专用技术，是用户终端接入通信网络时首要解决的问题。时间同步是时频和测量领域要解决的问题。专利cn109150284a《测控通信系统多场景随遇接入方法》，公布了一种测控通信系统多场景随遇接入方法，旨在解决现有计划接入测控手段无法适应未来航天系统的测控需求问题。当应用场景为多波束全空域扫描接入方式，则航天器持续性发送遥测信号，测控通信系统调用扫描波束进行全空域目标搜索，对接收的遥测信号进行识别，当为合作航天器，则向该航天器发射遥控信号，该方法需要全向天线进行辅助。该专利是随遇接入
的代表。
3、时间同步是时频和测量领域要解决的问题。专利cn110793528a《一种基于gnss卫星共视的时间同步自适应组网方法》提供了一种基于gnss卫星共视的时间同步自适应组网方法，通过gnss卫星共视，实现节点间高精度时间无线比对，解决时间网内节点间时间高精度比对问题；通过网内节点间自适应选择多个比对参考点，解决各节点同步性能完好性自我监测判断问题。该专利把共视条件下的时间同步问题，目前已得到广泛的应用。
4、按照以往的技术途径，用户飞行器时间同步链路和随遇接入分别进行设计。而对目标飞行器
技术实现思路
1、本专利技术解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提出一种飞行器随遇接入与时间同步融合设计方法，实现随遇接入与时间同步两个过程，为地月空间用户飞行器快速提供时空基准和通信接入服务。
2、本专利技术解决技术的方案是：
3、一种飞行器随遇接入与时间同步融合设计方法，包括：
4、目标飞行器根据服务空间把服务空域划分为多个波位，实现完整的覆盖；
5、目标飞行器将工作时隙划分为接收时隙和发射时隙；在发射时隙内，目标飞行器在第一个波位根据波位信息播发完整的导航电文与接入能力信息后，切换到第二个波位，根据第二个波位信息更新导航电文与接入能力信息并进行播发，依次类推，直至所有波位扫描结束后切换至接收时隙；
6、用户飞行器将工作时隙划分为接收时隙和发射时隙；在接收时隙，用户飞行器接收目标飞行器的导航电文和接入能力信息，然后计算目标飞行器的位置并确定目标飞行器的接入能力，在目标飞行器具备接入能力的情况下确定并调整天线指向；在发射时隙，向目标飞行器持续发送接入申请和自身位置信息；
7、目标飞行器在接收时隙接收用户飞行器发射的信号，获取申请接入的用户飞行器信息，并测量申请接入的用户飞行器伪距ta并为其分配通信资源，在发射时隙时将伪距ta和通信资源作为回执信号发送给相应的用户飞行器，实现用户飞行器的随遇接入；
8、用户飞行器在接收时隙接收目标飞行器的回执信号，通过回执信号解析伪距ta，使用本地时间基准测量目标飞行器的伪距tb，根据双向伪距测量结果，进行双向时间比对解算，将用户飞行器时间基准统一至目标飞行器时间基准，实现用户飞行器与目标飞行器的时间同步。
9、优选的，初始时，用户飞行器事先装载了目标飞行器的星历信息，能够粗略确定目标飞行器的位置，根据目标飞行器的位置，用户飞行器确定接收天线的指向方位，调整天线的姿态指向目标飞行器并处于常收的状态。
10、优选的，用户飞行器根据双向伪距测量结果，进行双向时间比对解算，将用户飞行器时间基准统一至目标飞行器时间基准的方式如下：
11、用户飞行器将解析伪距ta和测量的目标飞行器伪距tb进行归一化处理；
12、使用liasion定位方法确定用户航天器的轨道位置；
13、获得用户飞行器和目标飞行器的钟差；
14、用户飞行器利用所述钟差将时间基准统一至目标飞行器时间基准。
15、优选的，用户飞行器解析伪距ta和使用本地时间基准测量的目标飞行器伪距tb表示如下：
16、
17、
18、其中：
19、tab(t1)：t1时刻，目标飞行器测量得到的申请接入的用户飞行器伪距ta；
20、tba(t2)：t2时刻，用户飞行器使用本地时间基准测量的目标飞行器伪距tb；
21、目标飞行器在t2时刻的三维位置向量；
22、用户飞行器在t1时刻的三维位置向量；
23、δa(t2)：目标飞行器在t2时刻的钟差；
24、δb(t1)：用户飞行器在t1时刻的钟差；
25、δrel-ab，δrel-ba：卫星钟周期性相对论效应；
26、用户飞行器接收端时延；
27、目标飞行器发射端时延；
28、用户飞行器发射端时延；
29、目标飞行器接收端时延；
30、εab和εba是随机噪声。
31、优选的，用户飞行器将解析伪距ta和测量的目标飞行器伪距tb进行归一化处理，方式如下：
32、将用户飞行器解析伪距ta和使用本地时间基准测量的目标飞行器伪距tb归一化至t0(t0≤t2＜t1)，则
33、
34、
35、tab(t0)：t0时刻，目标飞行器测量得到的申请接入的用户飞行器伪距归一化值；
36、tba(t0)：t2时刻，用户飞行器使用本地时间基准测量的目标飞行器伪距归一化值；
37、dtab：目标飞行器在t1时刻的相对钟差；
38、dtba：用户飞行器在t1时刻的相对钟差；
39、c：光速；
40、目标飞行器在t0时刻的三维位置向量；
41、用户飞行器在t0时刻的三维位置向量；
42、δa(t0)：目标飞行器在t0时刻的钟差；
43、δb(t0)：用户飞行器在t0时刻的钟差。
44、优选的，使用liasion定位方法确定用户航天器的轨道位置的公式如下：
45、
46、优选的，利用如下公式获得用户飞行器和目标飞行器的钟差
47、
48、优选的，用户飞行器利用所述钟差调整本地1pps的时刻，将时间基准统一至目标飞行器时间基准，做到与目标飞行器北斗时间的同步。
49、优选的，目标飞行器发射时隙和接收时隙采用相同的信号结构，每个时隙通信内容为1帧数据。
50、优选的，目标飞行器和用户飞行器的随遇接入信道复用采用sdma+cdma方式。
51、本专利技术与现有技术相比的有益效果是：
5本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种飞行器随遇接入与时间同步融合设计方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种飞行器随遇接入与时间同步融合设计方法，其特征在于，初始时，用户飞行器事先装载了目标飞行器的星历信息，能够粗略确定目标飞行器的位置，根据目标飞行器的位置，用户飞行器确定接收天线的指向方位，调整天线的姿态指向目标飞行器并处于常收的状态。
3.根据权利要求1所述的一种飞行器随遇接入与时间同步融合设计方法，其特征在于，用户飞行器根据双向伪距测量结果，进行双向时间比对解算，将用户飞行器时间基准统一至目标飞行器时间基准的方式如下：
4.根据权利要求3所述的一种飞行器随遇接入与时间同步融合设计方法，其特征在于，用户飞行器解析伪距TA和使用本地时间基准测量的目标飞行器伪距TB表示如下：
5.根据权利要求4所述的一种飞行器随遇接入与时间同步融合设计方法，其特征在于，用户飞行器将解析伪距TA和测量的目标飞行器伪距TB进行归一化处理，方式如下：
6.根据权利要求5所述的一种飞行器随遇接入与时间同步融合设计方法，其特征在于，使用liasion定位方法确
7.根据权利要求6所述的一种飞行器随遇接入与时间同步融合设计方法，其特征在于，利用如下公式获得用户飞行器和目标飞行器的钟差
8.根据权利要求7所述的一种飞行器随遇接入与时间同步融合设计方法，其特征在于，用户飞行器利用所述钟差调整本地1pps的时刻，将时间基准统一至目标飞行器时间基准，做到与目标飞行器北斗时间的同步。
9.根据权利要求1所述的一种飞行器随遇接入与时间同步融合设计方法，其特征在于，目标飞行器发射时隙和接收时隙采用相同的信号结构，每个时隙通信内容为1帧数据。
10.根据权利要求1所述的一种飞行器随遇接入与时间同步融合设计方法，其特征在于，目标飞行器和用户飞行器的随遇接入信道复用采用SDMA+CDMA方式。
...【技术特征摘要】
1.一种飞行器随遇接入与时间同步融合设计方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种飞行器随遇接入与时间同步融合设计方法，其特征在于，初始时，用户飞行器事先装载了目标飞行器的星历信息，能够粗略确定目标飞行器的位置，根据目标飞行器的位置，用户飞行器确定接收天线的指向方位，调整天线的姿态指向目标飞行器并处于常收的状态。
3.根据权利要求1所述的一种飞行器随遇接入与时间同步融合设计方法，其特征在于，用户飞行器根据双向伪距测量结果，进行双向时间比对解算，将用户飞行器时间基准统一至目标飞行器时间基准的方式如下：
4.根据权利要求3所述的一种飞行器随遇接入与时间同步融合设计方法，其特征在于，用户飞行器解析伪距ta和使用本地时间基准测量的目标飞行器伪距tb表示如下：
5.根据权利要求4所述的一种飞行器随遇接入与时间同步融合设计方法，其特征在于，用户飞行器将解析伪距ta和测量的目标飞行器伪距tb进...
【专利技术属性】
技术研发人员：朱向鹏，卢樟健，边朗，田野，张亢，王瑛，严涛，周泉，
申请(专利权)人：西安空间无线电技术研究所，
类型：发明
国别省市：
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