[发明专利]SpaceWire网络授时与校时的方法

说明书

技术领域

本发明涉及航天系统技术，具体地，涉及一种SpaceWire网络授时与校时的方法。具体的讲是利用SpaceWire链路进行星地授时、校时并利用SpaceWire信号传输特性对星上时间进行分发及维护。

背景技术

人造卫星的测控与星务管理是两门独立、复杂但又联系紧密的学科。这两门学科一个共同的研究方向是提高星地之间及星上时间的时统精度。随着卫星技术的不断发展，卫星型号的密集研制，对该项指标的要求越来越高。

为了对星载设备进行精确控制(部分设备需要计算机延时发送间接指令)，各个设备对时间码的同步要求较高。引进更复杂的计时体制，采用更先进的技术手段来提高各个设备的时统精度也十分有必要性。

利用多种不同的总线技术可实现对星上时间的修改及管理，如1553B总线时间广播，CAN总线的硬同步与重同步技术，这些技术为卫星的时间管理提供了必要的手段。

SpaceWire总线是由欧空局、欧洲空间公司和学术界以IEEE-1355－1995和LVDS两个商业标准为基础，汲取了1394总线、ATM和以太网技术的优点，在兼顾空间应用特点的条件下而制定的总线标准，它的特性较好的满足了星上总线对高吞吐量、高可靠性及可升级、可拓展的要求。

自SpaceWire总线问世以来，对它节点与路由的通信方法已经研究很多。但随着路由与节点的层次增多，在总线上会逐步产生时间的开销。有鉴于此，怎样处理好星上时间的总线分发是星务系统设计的一个研究方向。至今，以SpaceWire总线作为信息媒质，开展星上时间的管理在国内尚未发现研究成果。

利用SpaceWire的TimeCode可以作为精确计时的一种手段，而SpaceWire总线的传输速率最高也可达400Mbps，尽管如此，由于数据偏斜和幅度变化对数据传输过程造成了一定的影响，实际应用中SpaceWire网络时统精度仅能达到10us左右。与卫星现行应用水平相比，这仍是一个非常大的突破。这也表明，如从顶层对时间传递过程进行完整的规划，整星的时间管理将提升至一个新的高度。

ARINC 659总线的可靠性获得了大量航空及航天工程师的认可。本文借鉴了ARINC 659总线各路信号的设计方法。三取二判决方法作为一种多数判决方法，现广泛的应用于星载软件的设计之中，本文利用了这种方法以提高设计的可靠性。

基于SpaceWire的校时与授时方法广泛的借鉴了卫星工程上授时与校时的方法，虽然信息传输的媒质不同，但是信息流是划一的。既有星务计算机接收地面的注数，并在保证可靠性的条件下将时间码分发至下位机。

当下，美国，欧洲，日本等发达国家都在大事发展SpaceWire技术，SpaceWire如火如荼的应用是本文的一个背景。本文构建了星上网络的独特拓扑，并应用了部分提高可靠性的信号处理方法来解决地面上注时间参数的可靠性问题，并提出了星上时间的管理及分发思路。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种SpaceWire网络授时与校时的方法，适合于采用SpaceWire总线的卫星采用以提高时统精度。

根据本发明提供的SpaceWire网络授时与校时方法，包括如下步骤：

步骤S1：地面进行授时后，星上数据处理器通过多路SpaceWire通道进行接收；

步骤S2：通过对多路SpaceWire通道的授时校时时间码进行多重校验，以保证星上获取的时间码与地面发送的码字一致。

优选地，所述步骤S2具体为：当至少有两路SpaceWire通道的授时校时时间码比对一致后，则对星上时间进行修改；否则，放弃星上时间修改。

优选地，所述多路SpaceWire通道包括三路SpaceWire通道；所述三路SpaceWire通道包括六路差分信号，具体为与第一路SpaceWire通道对应的Data1和Strobe1；与第二路SpaceWire通道对应的Data 2和Strobe2；与第三路SpaceWire通道对应的Data3和Strobe3；

所述多重校验具体为：当Data1＝Data2、Strobe1＝Strobe2，Data1＝Data3、Strobe1＝Strobe3或Data2＝Data3、Strobe2＝Strobe3中任一条件满足时，则对星上时间进行修改；否则，放弃星上时间修改；