[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

说明书

本发明公开了一种基于双向测距的空间航天器时间同步实现方法，包括：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。本发明的实现方法，可满足空间航天器高精度时间同步的需求。

技术领域

本发明属于时频技术领域及空间科学技术领域，特别涉及一种基于双向测距的空间航天器时间同步实现方法。

背景技术

目前，国际上常用的时间同步和比对的方法有激光时间传递法、光纤时间传递法，GPS共视法、双向卫星时间频率传递法(TWSTFT)。其中，卫星双向时间传递技术已被证明是一种准确度和稳定度都比较高的时间传递手段。双向卫星时间频率传递(TWSTFT)方法是用通信卫星来进行双向时间、频率信号的传递技术，在合理的花费条件下，是目前传递精度最高并且最重要的时间比对方式之一。

TWSTFT主要是利用GEO通信卫星接收并且转发来自两个地面实验室接的主钟时间秒信号，各地面观测站再将自己的主钟秒信号和接收到的对方的时间秒信号进行比对，从而实现时间比对的方法；该方法主要利用信号传递路径对称的特点，抵消传播路径上的大部分时延，因而时间同步精度更高。

目前，双向卫星时间频率传递方法的准确度可达500～750ps，稳定度可达200ps。TWSTFT除了可以实现两个远程地面站的高精度时间频率传递外，还在地球自转精确测定、卫星的精密定位及卫星动力学研究，相对论效应、大地测量、大陆漂移、地壳形变、地震预报等研究，电离层、对流层特性的研究等领域也具有重大的科学意义。

随着科学技术的发展，人类对科学的探索研究已经从地面、近地空间延伸至远地空间甚至深空，空间飞行器、地月探测器等各类航天器的数量日益增多，空天地时间一体化已成为各类航天器协同工作的重要保障，对各类航天器的高精度时间同步也提出了更为迫切的需求。将TWSTFT双向测距技术应用于空间航天器之间时间传递，通过合理的实现方法和实施途径来实现航天器间时间同步，是TWSTFT技术的进一步拓展应用，也是实现航天器高精度时间同步的一种有效手段。

综上，亟需一种新的基于双向测距的空间航天器时间同步实现方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于双向测距的空间航天器时间同步实现方法，以解决上述存在的一个或多个技术问题。本发明的实现方法，可满足空间航天器高精度时间同步的需求。

为达到上述目的，本发明采用以下技术方案：

本发明的一种基于双向测距的空间航天器时间同步实现方法，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。

本发明的进一步改进在于，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。

本发明的进一步改进在于，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；