[发明专利]一种用于统一测控设备的高精度星地时差计算方法

说明书

本发明公开了一种用于统一测控设备的高精度星地时差计算方法，具体按照以下步骤实施：步骤1、标定测控设备的测距通道间时延差；步骤2、根据步骤1得到的测距通道间时差计算空间时延，通过空间时延计算星地时差。可以在不分离测距通道上下行信道时延差的情况下得到时延修正值，用该修正值可得到精确的单向距离传输时延，计算出高精度星地时差，最后得到高精度星间时差。

技术领域

本发明属于航天器测量、控制与应用技术领域，涉及一种用于统一测控设备的高精度星地时差计算方法。

背景技术

通常编队飞行卫星可利用星间链路或者GPS信号差分来实现高精度时间同步，但这两种方式对外界条件依赖较严重。统一测控设备对卫星测控有较高的可靠性，但统一测控设备依靠传统手段，以遥测信号时标为基准计算得到星地时差，再将不同卫星的星地时差相减得到星间时差，测量精度只能达到毫秒量级，远不能满足编队飞行卫星高精度时间同步的要求。统一测控设备有较高的距离测量精度，将卫星时间信息放到测量信息中，用单向距离测量结果计算出星地时差，然后再对星间时差进行测量是比较理想的方法，但问题是统一测控设备不同的上行信道之间、不同的下行信道之间均存在时延差异，且同一目标的上下行信道并不是对称的，目前统一测控设备得到的单向距离测量结果均是双向距离除以2，即(测控设备上下行信道距离+空间上下行距离+卫星上下行信道距离)/2,这一结果中只有空间上下行距离是对称的，如果没有办法将测控设备上行信道距离与下行信道距离分离开，也就无法采用距离测量结果来计算星地时差，进而也无法得到精确地星间时差，因此计算星地时差是关键。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于统一测控设备的高精度星地时差计算方法，可以在不分离测距通道上下行信道时延差的情况下得到时延修正值，用该修正值可得到精确的单向距离传输时延，计算出高精度星地时差，最后得到高精度星间时差。

本发明所采用的技术方案是，一种用于统一测控设备的高精度星地时差计算方法，具体按照以下步骤实施：

步骤1、标定统一测控设备的测距通道间时延差；

步骤2、根据步骤1得到的通道间时差计算空间时延，通过空间时延计算星地时差。

本发明的特点还在于：

步骤1具体按照以下实施：测距通道上行时延减下行时延差值△τ_eud可表示为统一测控设备上行时延减下行时延差值△τ_eud地面与星上设备上行时延减下行时延差值△τ_eud星上之和，即：

Δτ_eud＝Δ_eud地面+Δ_eud星上 (1)

公式1中：

△τ_eud＝τ_上行-τ_下行 (2)

τ_上行＝(τ_地面上行+τ_星上上行) (3)

τ_下行＝(τ_地面下行+τ_星上下行) (4)

△τ_eud地面＝(τ_地面上行-τ_地面下行) (5)

△τ_eud星上＝(τ_星上上行-τ_星上下行) (6)。

本发明一种用于统一测控设备的高精度星地时差计算方法中主要研究的是解决统一测控设备(简称为地面设备)上下行链路时延差。简化为只标定△τ_eud地面。

步骤2中计算空间时延具体按照以下实施：