一种星载时间系统的星地激光时差测量装置

摘要

本发明公开了一种星载时间系统的星地激光时差测量装置，属于卫星导航技术领域。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；测控指令接收处理模块设定固定的时间长度的门控信号发送给光电转换模块；光电转换模块依据门控信号接收地面测站每隔一秒发来的激光脉冲，并转换成电脉冲信号传送给电信号时间测量模块。电信号时间测量模块串联多个由时钟延迟单元整周测量单元覆盖时间闸门，测得时间闸门的时间即为时差测量值，其中时间闸门以星载时钟的每个秒脉冲为开始信号，在该秒脉冲与下一秒脉冲之间的电脉冲信号为结束信号；时差测量值由测量数据处理传输模块进行处理并下传至地面测站。

主权项

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差测量值，所有时差测量值均发送至测量数据处理传输模块；所述测量数据处理传输模块接收电信号时间测量模块发送的时差测量值，对时差测量值进行处理获得符合下传格式的数据并下传至地面测站。