[发明专利]在轨导航卫星主备钟切换方法

权利要求书

1.一种在轨导航卫星主备钟切换方法，其特征在于，所述在轨导航卫星主备钟切换方法包括：

步骤一，所述在轨导航卫星采用两台原子钟同时加电工作，其中一台所述原子钟作为主钟，所述主钟处于主用工作状态，另外一台所述原子钟作为热备钟，所述热备钟处于热备份工作状态；

结合星地双向测距观测数据，利用星地双向比对法计算得到多个主钟钟差参数；

步骤二，通过所述在轨导航卫星下播的工程遥测数据，获取热备钟相对主钟的钟差参数；

步骤三，采用星上主备原子钟比相法，根据所述主钟钟差参数和所述工程遥测数据，计算得到多个热备钟钟差参数；

步骤四，在主备钟跟随状态下，所述热备钟的相位和频率与所述主钟的相位和频率保持相等且随时间同步变化，能够实现无缝切换；

在所述在轨导航卫星稳定运行后，卫星钟差数据的频率漂移率为常量，将所述热备钟钟差参数上注至所述在轨导航卫星存储备用；

步骤五，当所述在轨导航卫星自主监测到所述主钟与所述热备钟发生切换时，直接自主调用存储的所述热备钟钟差参数替换所述主钟钟差参数作为卫星钟差数据，对切换后的所述卫星钟差数据进行补偿，修正所述卫星钟差数据的频率漂移率；

所述星地双向测距采用的下行信号为经过高频头的降频处理后输出的卫星信号，其频率为950MHZ～2150MHZ；

结合星地双向测距观测数据，利用星地双向比对法计算得到多个主钟钟差参数包括：

以地面基准原子钟为基准的地面运控系统发射上行信号，与一卫星建立上行测距链路，所述卫星以星载原子钟的主钟为基准，同时所述卫星发射下行信号，与所述地面运控系统建立下行测距链路，所述卫星测量星地之间的上行伪距值，所述地面运控系统测量星地之间的下行伪距值；

所述上行伪距值通过遥测回传到所述地面运控系统，所述地面运控系统根据所述下行伪距值与所述上行伪距值，计算得到采样周期内的所述主钟相对所述地面基准原子钟的钟差；

所述卫星测量星地之间的上行伪距值为星地之间微波传播时延与所述主钟相对地面基准原子钟的钟差之和；

所述地面运控系统测量星地之间下行伪距值为所述星地之间微波传播时延与所述主钟相对地面基准原子钟的钟差之差；

对于同一采样周期内测量到的所述上行伪距值中包含的所述星地微波传播时延与所述下行伪距值中包含的所述星地微波传播时延相等；

所述上行伪距值和所述热备钟相对所述主钟的钟差均通过星地测控通道实时下传到所述地面，并汇集到所述地面运控系统，进行数据处理得到所述主钟相对地面基准原子钟钟差及所述热备钟相对地面基准原子钟钟差；

通过所述在轨导航卫星下播的工程遥测数据，获取热备钟相对主钟的钟差参数包括：

卫星时频处理系统实时测量并记录所述热备钟相对所述主钟的钟差；

所述卫星时频处理系统实时测量并记录的所述热备钟相对所述主钟的钟差为热备钟输出信号的相位与主钟输出信号的相位之差；

通过星载时频处理系统的鉴相器测量得到热备钟输出信号与主钟输出信号的相位差，即为所述热备钟相对所述主钟的钟差；

采用星上主备原子钟比相法，根据所述主钟钟差参数和所述工程遥测数据，计算得到多个热备钟钟差参数包括：

所述热备钟相对所述主钟的钟差通过遥测回传到所述地面运控系统，所述地面运控系统根据所述主钟相对所述地面基准原子钟的钟差与所述热备钟相对所述主钟的钟差，得到所述热备钟相对所述地面基准原子钟的钟差。