[发明专利]一种自动化星上时间管理系统

说明书

一种自动化星上时间管理系统，属于星上时间管理领域。解决了传统的星上时间管理系统对CPU的依赖程度高，导致其会出现较大的守时误差，致使可靠性和精度自动化程度低的问题。本发明包括四种运行模式，分别为通用时间管理模式、指令均匀校时模式、秒脉冲均匀校时模式和导航自主校时模块，在前三种管理模式中还可同时进行地面授时和地面集中校时操作；四种运行模间可进行相应切换。本发明主要用于对星上时间进行校准。

技术领域

本发明属于星上时间管理领域。

背景技术

星上时间管理系统是各种卫星的重要组成部分，其可以完成星上时间的产生、维护和发布等任务。星上时间作为程控命令执行、姿轨控系统控制以及载荷系统运行的必要元素，其精确度和可靠性关系到卫星的执行任务的效率和成败，因此，星上时间管理系统的精度和可靠性都非常重要。

目前一类常用的传统星上时间管理系统使用外部RTC(Real Time Clock)芯片和CPU实现，RTC外部芯片负责生产秒中断而CPU负责秒计数，星时由CPU中的秒计数值和RTC芯片中的毫秒和微秒计数器生成，该种设计方式一方面由于CPU顺序处理存在计数误差另一方面容易产生星时读取错误，其可靠性和精度都有待进一步提高。另一种常用的传统星上时间管理系统使用CPU和FPGA实现，该种设计方式在FPGA中实现部分校时模块，例如地面校时和集中校时等，其它校时模式仍由CPU完成。该种设计方式一方面仍存在较大的校时误差，另一方面其校时过程仍依赖CPU导致其自动化程度不高。例如其均匀校时过程首先需要地面接收遥测数据读取时间管理系统误差，根据误差地面计算出配置校正参数后，通过遥控通道上传至时间管理系统，时间管理系统接收到指令后根据配置参数对星上时间进行校正。因此，可以看出该类时间管理系统虽然采用FPGA实现了时间管理系统的部分功能，节省了部分CPU资源，但是其自动化程度仍然不高。因此，以上问题亟需解决。

发明内容

本发明目的是为了解决传统的星上时间管理系统对CPU的依赖程度高，导致其会出现较大的守时误差，致使可靠性和精度及自动化程度低的问题，本发明提供了一种自动化星上时间管理系统。

一种自动化星上时间管理系统，星上时间管理系统是基于FPGA实现的，星上时间管理系统的功能包括四种运行模式和两类操作模式；其中，

四种运行模式别为通用时间管理模式、指令均匀校时模式、秒脉冲均匀校时模式和导航自主校时模式，且四种运行模式之间可相互切换；

两类操作模式分别为地面授时指令操作模式和地面集中校时指令操作模式；

通用时间管理模式的应用情况包括：整星上电后，星上时间管理系统首先进入通用时间管理模式，在该通用时间管理模式下，星上时间管理系统的时间源由星载计算机的温补晶振产生，实现星上时间管理系统的自守时；

指令均匀校时模式的应用情况包括：星上时间管理系统根据地面均匀校时指令的内容，以固定的时间间隔调整星上时间管理系统的时间；

秒脉冲均匀校时模式的应用情况包括：星上时间管理系统以外部输入的秒脉冲信号为计时信号，测量星载计算机的温补晶振的实际频率，进而计算出均匀校时参数，从而实现对星上时间管理系统的均匀校时；所述外部输入的秒脉冲信号为导航接收机的硬件秒脉冲信号；

导航自主校时模式的应用情况包括：星上时间管理系统以外部输入的秒脉冲信号为计时信号，且以整秒为单位来调整星上时间管理系统当前毫秒时间；

地面授时指令操作模式的应用情况包括：星上时间管理系统根据接收的地面授时指令，对星上时间管理系统中的所有时间量级进行更新；

地面集中校时指令操作模式的应用情况包括：星上时间管理系统根据接收的地面集中校时指令，对星上时间管理系统中的相应时间量级行更新。