[发明专利]一种卫星载荷系统协同同步和自同步的自适应同步方法

说明书

本发明公开了一种卫星载荷系统协同同步和自同步的自适应同步方法，涉及卫星通信系统同步及自适应控制领域。本发明分别对时间信息、PPS秒脉冲信息进行同步，使用星状网的处理方式，完成同步信号由中心节点向端节点的扩散的过程，完成中心节点同步、端节点同步等同步过程，具备系统协同同步、自同步不同的同步方式，并可以自适应切换，满足系统的稳定性、可靠性要求；本发明特别适用于高、中、低轨多星座、多网系混合通信的工作模式，同时也适合卫星的同步系统控制。

技术领域

本发明涉及一种卫星载荷系统协同同步和自同步的自适应同步方法，可以用作卫星载荷系统的同步控制，同时具有同步方式的自适应特点，可满足系统高可靠性的要求，属于卫星通信系统同步及自适应控制领域。

背景技术

卫星通信已经进入快速发展时期，高轨卫星星座通信、低轨卫星星座通信、低轨卫星网系间通信、高/低卫星网系间通信，都需要全网同步。由于卫星的控制资源受限，需要卫星通信系统自同步和协同同步灵活切换。自主同步系统可以不受外部系统干扰，独立运行；协同同步系统可以进行异构网络组网，进行大规模网络通信。基于自同步和协同同步灵活切换的通信系统，可以使通信网络的抗干扰性更强，更好的适应各种环境下的卫星通信。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于避免上述背景技术中的不足之处而提出的一种卫星载荷系统协同同步和自同步的自适应同步方法，本发明使用星状网的处理方式，完成同步信号由中心节点向端节点的扩散，能够对时间信息进行有效性判断、绝对时间的提取、时间同步，能够对PPS秒脉冲信号进行同步，支持协同同步和自同步的自适应同步方式满足系统同步。

本发明采用的技术方案为：

一种卫星载荷系统协同同步和自同步的自适应同步方法，卫星载荷系统是以一个中心节点为中心，中心节点下面并行连接各个端节点，包括以下步骤：

(1)卫星载荷系统启动工作时，自适应使用自同步工作模式，产生本地时间和本地秒脉冲信号，使用本地时间和本地秒脉冲信号进行自同步；

(2)卫星导航定位成功后，卫星载荷系统由自同步工作模式切换至协同同步模式，使用卫星导航的时间信息和PPS秒脉冲信号进行协同同步；卫星导航定位失败后，卫星载荷系统重新切换为自同步工作模式。

其中，步骤(1)具体过程为：

卫星载荷系统的中心节点启动时，中心节点作为自同步的源节点，生成中心节点的本地时间和本地秒脉冲信号，送给所有端节点，所有端节点同步至中心节点的本地时间和本地秒脉冲信号上，完成卫星载荷系统自同步；

卫星载荷系统的中心节点不启动时，端节点启动，端节点自己作为源节点，生成自己的本地时间和本地秒脉冲信号，完成本节点的自同步。

其中，步骤(2)具体过程为：

(201)中心节点接收卫星导航发送的时间信息和PPS秒脉冲信息，并进行时间信息有效、时间信息同步和秒脉冲同步判断；

(202)如果时间信息有效、时间信息同步且秒脉冲同步，中心节点输出卫星导航时间信息和PPS秒脉冲给端节点，工作在协同同步；如果时间信息无效或秒脉冲不同步，中心节点输出自己产生的本地时间和本地秒脉冲给端节点，工作在自同步；

(203)端节点接收中心节点的时间信息和秒脉冲信息，并进行时间信息有效和秒脉冲同步判断；

(204)如果时间信息有效、时间信息同步且秒脉冲同步，端节点完成协同同步；如果时间信息无效或秒脉冲不同步，端节点使用自己产生的本地时间和本地秒脉冲，完成自同步。

其中，所述的时间信息同步判断，具体过程为：