一种卫星时间同步系统

摘要

一种卫星时间同步系统，包括时间发送部分、时间传输部分和时间接收部分。其中，时间发送部分通过对GNSS导航信号进行接收，产生精确的UTC时间，并发出与UTC整秒时刻相对应的秒脉冲。时间传输部分将秒脉冲和与秒脉冲相对应的UTC整秒时刻信息传输至时间接收部分。时间接收部分接收秒脉冲和与秒脉冲相对应的UTC整秒时刻信息，由秒脉冲进行触发，通过本地时钟进行计数，从而获得精确的当前时间。采用本发明提出的卫星高精度时间同步系统，可以使卫星各测量设备工作在同一时间基准上，地面处理测量数据时可以根据时间信息进行精确匹配，提高遥感数据或科学探测数据的测量精度。

主权项

一种卫星时间同步系统，其特征在于包括：高稳定时间单元、星载GNSS接收单元、中央处理单元、秒脉冲发送单元和时间接收终端，其中：高稳定时间单元：为星载GNSS接收单元和中央处理单元提供稳定的时钟信号，作为星载GNSS接收单元和中央处理单元的本地时钟；星载GNSS接收单元：包括导航接收天线、射频信号处理模块、GNSS导航解算模块、时间信息处理模块；导航接收天线接收导航卫星发出的导航信号；射频信号处理模块利用本地时钟对导航信号进行预处理并解调出导航电文；GNSS导航解算模块对导航电文进行解算，得出由导航卫星确定的卫星当前的位置信息和时间信息T_G；时间处理模块根据卫星当前的时间信息T_G调整本地的秒脉冲信号，使本地的秒脉冲信号与UTC整秒时刻保持一致，并将本地的秒脉冲信号发送给秒脉冲发送单元，作为主份秒脉冲，同时将UTC整秒时刻信息发送至中央处理单元；时间处理模块还从中央处理单元接收卫星本地时间T_S，并计算时差ΔT＝T_G‑T_S‑δ_T作为校时信息反馈给中央处理单元，对中央处理单元进行校时，δ_T是中央处理单元取出卫星时间并将其通过数据总线发送给星载GNSS接收单元所需的时延；中央处理单元：包括数据处理模块和备份秒脉冲模块，数据处理模块利用本地时钟进行计时形成卫星本地时间T_S并发送给星载GNSS接收单元的时间处理模块，同时接收星载GNSS接收单元的时间处理模块传来的校时信息ΔT，对卫星本地时间T_S进行校正；数据处理模块还接收星载GNSS接收单元的时间处理模块提供的UTC整秒时刻信息，当星载GNSS接收单元工作正常时，数据处理模块将星载GNSS接收单元提供的UTC整秒时刻信息发送给时间接收终端，当星载GNSS接收单元工作异常时，数据处理模块将卫星本地时间T_S的整秒时刻作为UTC整秒时刻信息发送给时间接收终端；备份秒脉冲模块根据数据处理模块的卫星本地时间T_S产生备份秒脉冲信号发送给秒脉冲发送单元，作为备份秒脉冲，所述备份秒脉冲信号与卫星本地时间T_S的整秒时刻保持一致；秒脉冲发送单元：同时接收星载GNSS接收单元的时间处理模块送来的主份秒脉冲和中央处理单元的备份秒脉冲模块送来的备份秒脉冲，当星载GNSS接收单元工作正常时，将主份秒脉冲发送给时间接收终端，当星载GNSS接收单元工作异常时，将备份秒脉冲发送给时间接收终端；时间接收终端：包括晶振和计时模块，晶振为计时模块提供稳定的时钟信号，计时模块通过秒脉冲信号传输线接收主份秒脉冲或者备份秒脉冲，计时模块还通过数据总线接收与主份秒脉冲相对应的UTC整秒时刻或者与备份秒脉冲相对应的UTC整秒时刻；计时模块以接收到秒脉冲信号作为计时开始的触发点，利用晶振提供的时钟信号进行计数，计算获得精确的当前时间T＝T_UTC+(N‑1)T_CLK+δ_S，T_UTC为与秒脉冲对应的UTC整秒时刻，N为当前时间的计数值，T_CLK为时钟信号的周期，δ_S是秒脉冲信号由时间发送部分的输出端口至时间接收部分的输入端口的时延。