[发明专利]一种卫星双向时间比对系统校准的装置及方法

说明书

本申请公开了一种卫星双向时间比对系统校准的装置和方法，解决了卫星双向时间比对系统校准难度大、校准方法通用性不强、校准精度不高的问题。所述装置包括调制解调器，变频单元，时延测量单元，所述调制解调器用于时间信号的调制解调及测量；所述变频单元用于将接收的所述频率信号转换为扩频信号并输出；所述时延测量单元用于时延的监测与修正。所述方法包括以下步骤，组建校准系统；对校准系统进行自校准；将被校系统和校准系统在同一条件下分别进行卫星双向时间比对；计算得到所述被校系统校准量。本发明可以实现任何形式的双向时间比对系统时间比对偏差的校准，通用性强，校准方法简单，易于携带且校准精度高。

技术领域

本发明涉及卫星通信领域，尤其涉及一种卫星双向时间比对系统的校准。

背景技术

卫星双向时间比对方法是一种高精度的时间传递技术，它利用地球同步通信卫星转发时间传递地球站间的定时调制信息，实现各站时间信息交互和高精度时差测量。

近年来随着卫星通信与伪码扩频技术的进步，使得卫星双向时间传递系统的精度进一步提升，目前卫星双向时间传递已经成为国际原子时(TAI)计算、标准时间溯源的主要手段，并在高精度站间同步、无线电导航等领域广泛应用。

卫星双向时间比对系统一般由两个或多个站协同工作，每个站主要包括时间传递调制解调器、卫通收发机和卫通天线等设备，其利用双向传递链路的对称性来消除路径时延，以此实现纳秒量级的时差测量。但实际应用中，由于各站间设备时延的不一致性以及空间链路中离层、卫星轨道摄动、Sagnac效应的影响，使收发链路的时延并不一致，从而影响整个时间比对的精度。目前，卫星双向时间比对系统的校准方法一般有两种，一种是针对单个地面站时延的校准，这种方式不能对整个双向系统误差进行准确测量与校准；二是采用移动参考站的方式，但其内部中频处理设备需要与被校准系统使用的设备及型号完全一致，专用性较强，使用灵活性不够。

发明内容

有鉴于此，为解决卫星双向时间比对系统校准难度大、校准方法通用性不强、校准精度不高的问题，本申请实施例提供了一种卫星双向时间比对系统校准的装置及方法。

本申请实施例提供了一种卫星双向时间比对系统校准的装置，包括调制解调器，变频单元，时延测量单元，所述调制解调器用于时间信号的调制解调及测量，接收时间基准信号和频率基准信号，得到频率信号，输出到所述变频单元；所述变频单元用于将接收的所述频率信号转换为扩频信号并输出，或将接收的所述扩频信号转换为频率信号，输出到调制解调器；所述时延测量单元用于时延的监测与修正，并将接收的所述扩频信号转换为所述频率信号，输出到所述调制解调器。

进一步地，所述卫星双向时间比对系统校准装置，还包括原子钟，用于输出时间基准信号和频率基准信号。

进一步地，所述变频单元包括变频设备及对星天线，所述变频设备用于将所述频率信号转换为所述扩频信号，或将所述扩频信号转换为所述频率信号，所述对星天线用于所述扩频信号的收发。所述时延测量单元包括时延测量设备和耦合天线，所述时延测量设备用于时延的监测与修正，所述耦合天线用于接收所述扩频信号。

本申请实施例还提供了一种卫星双向时间比对系统校准的方法，包含以下步骤，组建校准系统，所述校准系统由所述卫星双向时间比对系统校准的装置之装置一和装置二组成；对校准系统进行自校准，得到自校准量；将被校系统和校准系统在同一条件下分别进行卫星双向时间比对，得到被校系统时钟差和校准系统时钟差，所述被校系统包括站一和站二；通过自校准量、被校系统时钟差和校准系统时钟差得到所述被校系统校准量。

进一步地，所述对校准系统进行自校准，得到自校准量，包含以下步骤，向所述装置一和装置二输入同一时间基准信号和频率基准信号；利用双向比对法测量装置一和装置二收发信号的时钟差，所述时钟差为所述自校准量。