[发明专利]一种基于双向测距的空间航天器时间同步实现方法

权利要求书

1.一种基于双向测距的空间航天器时间同步实现方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，通过双向单程测量实现航天器相互之间的伪距测量，获得双向单程观测伪距；

步骤2，根据步骤1获得的双向单程观测伪距，计算获得双向钟差；

步骤3，扣除双向钟差计算时的各项时延误差，实现空间航天器时间同步；其中，时延误差包括：传输路径不一致引起的时延误差和设备时延误差；传输路径不一致时，对双向单程观测伪距进行时标归算。

2.根据权利要求1所述的一种基于双向测距的空间航天器时间同步实现方法，其特征在于，步骤1具体包括：

在双向测量的一次测量过程中，通过航天器双方相互发出信号供对方测量，然后交换测量数据，进行解算，从而得到双向单程观测伪距；

其中，所述双向测量为按照一定时序的两个单向测量的组合。

3.根据权利要求1所述的一种基于双向测距的空间航天器时间同步实现方法，其特征在于，步骤1中，需要实现时间同步的两个航天器分别为航天器1和航天器2；

T1＝τ_T2+τ₂₁+τ_R1+Δt+τ_rel-21+δ₁ (1)

T2＝τ_T1+τ₁₂+τ_R2-Δt+τ_rel-12+δ₂ (2)

式(1)和(2)中，T1为航天器1的伪距观测值，T2为航天器2的伪距观测值，，τ_T1、τ_T2分别表示航天器1和航天器2的设备发射时延，τ_R1、τ_R2分别表示航天器1和航天器2的设备接收时延，τ₂₁表示信号从航天器2到航天器1的空间传播时延，τ₁₂表示信号从航天器1到航天器2的空间传播时延，τ_rel-21、τ_rel-12分别是两个航天器的附加空间传播时延，δ₁、δ₂是航天器1和航天器2的测量噪声。

4.根据权利要求1所述的一种基于双向测距的空间航天器时间同步实现方法，其特征在于，步骤2中，需要实现时间同步的两个航天器分别为航天器1和航天器2，航天器1和航天器2之间的钟差为，航天器之间双向钟差的计算表达式为：

式(3)中，T1为航天器1的伪距观测值，T2为航天器2的伪距观测值，τ_T1、τ_T2分别表示航天器1和航天器2的设备发射时延，τ_R1、τ_R2分别表示航天器1和航天器2的设备接收时延，τ₂₁表示信号从航天器2到航天器1的空间传播时延，τ₁₂表示信号从航天器1到航天器2的空间传播时延，τ_rel-21、τ_rel-12分别是两个航天器的附加空间传播时延，δ₁、δ₂是航天器1和航天器2的测量噪声；其中，τ₁₂和τ₂₁是包含双单向延迟的信息。

5.根据权利要求4所述的一种基于双向测距的空间航天器时间同步实现方法，其特征在于，双向传播路径不一致，τ₁₂-τ₂₁不能为零，式(3)中无法完全抵消传播路径延迟的影响，采用的补偿方法包括：利用先验星历数据，将不同时刻的双向单程观测伪距换算到某一参考历元，得到同一参考时刻的双向单程观测伪距；

利用同一参考时刻的双向单程观测伪距构成测量方程，根据式(3)解算钟差Δt。

6.根据权利要求1所述的一种基于双向测距的空间航天器时间同步实现方法，其特征在于，步骤2中，在进行钟差解算之前，对双向单程观测伪距进行平滑；平滑的方法采用多项式拟合平滑法。