[发明专利]一种星载时间系统的星地激光时差测量装置

权利要求书

1.一种星载时间系统的星地激光时差测量装置，其特征在于，该装置包括光电转换模块、电信号时间测量模块、测控指令接收处理模块、测量数据处理传输模块及电源模块；其中各模块之间的连接关系为：光电转换模块连接电信号时间测量模块，测控指令接收处理模块和测量数据处理及传输模块分别与电信号时间测量模块相连，电源模块为整个装置提供电源；

所述电信号测量模块连接星上参考时钟，测量数据处理传输模块以及测控指令接收处理模块通过遥测遥控通道与地面测站进行通信；所述测控指令接收处理模块接收地面测站发送的激光发射时刻，通过星地激光传播路径以及激光传播速度计算得到预计的激光到达时间，以预计的激光到达时间为起点设定固定的时间长度作为门控信号，门控信号发送给光电转换模块；

所述光电转换模块采用单光子探测器接收地面测站发射的激光脉冲，其中地面测站每隔一秒向本星载装置发射一次激光脉冲，光电转换模块接收门控信号，触发单光子探测器准备接收，单光子探测器依据门控信号，在所述固定的时间长度内接收入射的激光脉冲，当该固定的时间长度超时，则关闭单光子探测器并等待下次触发；单光子探测器将接收的每个激光脉冲均进行光电转换形成激光脉冲的电信号，记为电脉冲信号，并传送给电信号时间测量模块；

所述电信号时间测量模块包括整周测量单元；其中整周测量单元由多个时钟延迟单元串联组成；对于星载时钟产生的每个秒脉冲，以该秒脉冲的前沿记为开始信号，在该秒脉冲与下一个秒脉冲之间接收到的电脉冲信号的前沿记为结束信号，开始信号及其对应结束信号之间形成时间闸门；串联多个整周测量单元覆盖时间闸门，计算时间闸门内所包含的整周测量单元的个数，同时计算时间闸门内不足整周部分所包含的时钟延迟单元的个数，获得时间闸门的时间测量值即为时差测量值；在所述固定的时间长度内获得每个秒脉冲对应的时差测量值，所有时差测量值均发送至测量数据处理传输模块；

所述测量数据处理传输模块接收电信号时间测量模块发送的时差测量值，对时差测量值进行处理获得符合下传格式的数据并下传至地面测站。

2.如权利要求1所述的一种星载时间系统的星地激光时差测量装置，其特征在于，所述光电转换模块中在入射光路上叠加带通滤光片。

3.如权利要求1所述的一种星载时间系统的星地激光时差测量装置，其特征在于，所述光电转换模块的光信号转换为秒脉冲电信号的时间达到几十至百皮秒量级。

4.如权利要求1所述的一种星载时间系统的星地激光时差测量装置，其特征在于，所述测量数据处理传输模块对于接收到的测量值进行剔野筛选处理，对于固定的时间长度之外的数据直接剔除。

5.如权利要求1所述的一种星载时间系统的星地激光时差测量装置，其特征在于，所述测量数据处理传输模块对于接收到的多个测量值进行位数统一处理，对于超过设定位数的测量值四舍五入去掉多余位，对于不足设定位数的测量值对小数点后的末位补零。

6.如权利要求1所述的一种星载时间系统的星地激光时差测量装置，其特征在于，所述测量数据处理传输模块对于所获得的时差测量值进行统计分析，设定选择区间，仅选取处于选择区间内的时差测量值。

7.如权利要求1所述的一种星载时间系统的星地激光时差测量装置，其特征在于，所述测量数据处理传输模块对于接收到的时差测量值进行差分编排处理：将时差测量值按照时间进行排列，保留排列最前的时差测量值，同时将后次时差测量值与前次时差测量值取差值并保存，获得差分编排后的时差测量值。