[发明专利]一种多星并行仿真时间同步控制系统及方法

权利要求书

1.一种多星并行仿真系统时间同步控制系统，其特征在于：该系统包括时间配置模块、校时模块和同步控制模块；

时间配置模块包括星内时间同步配置模块和星间时间配置模块；

校时模块包括误差分析模块、异步长连续校时模块和网络延迟计算模块；

同步控制模块包括向量时钟计算模块和层次同步控制模块；

所述的星内时间同步配置模块用于采集仿真卫星内部各分系统时间信息，分系统包括电源分系统、热控分系统、测控分系统、姿控分系统和数管分系统；输入是初始化时间，然后将初始化时间与各分系统时间根据时间配置公式打包存储并输出至误差分析模块，误差分析模块完成星内各分系统时间同步计算；

所述的星间时间同步配置模块用于采集各个仿真卫星的时钟信息，输入是初始化时间，然后将各仿真卫星时间根据时间配置公式计算输出给误差分析模块，误差分析模块完成星间各仿真卫星时间同步计算；

所述的误差分析模块，输入是外部时钟源接收的时钟漂移率和同步上限值计算系统最大读取误差，然后根据同步上限值判断是否需要进行时间补偿，同时计算系统同步周期，并将最大读取误差和系统同步周期发送给异步长连续校时模块；

所述的异步长连续校时模块，输入是从误差分析模块接收的系统同步周期和从网络延迟计算模块接收的系统网络延迟均值，然后根据同步算法将消除网络延迟和保证步长一致的数据包中的仿真数据作为校时仿真数据包发送给向量时钟计算模块，同时将数据包中的读写控制标志发送给层次同步控制模块；

所述的层次同步控制模块，输入是向量时钟计算模块输出的向量时钟，然后根据系统设定的阈值对仿真进程进行分层，设定每层的通讯进程，根据向量时钟的因果时序计算消息在不同层进程之间传递的路径；根据计算的路径进行仿真数据交换，产生同步控制处理后的同步控制数据包，并将同步控制数据包输出给各仿真卫星。

2.根据权利要求1所述的一种多星并行仿真系统时间同步控制系统，其特征在于：

所述的网络延迟计算模块，输入是外部时钟源接收数据包和步长脉冲信息，然后记录N次数据包发送和接收时刻，根据基于统计的计算方法计算系统网络延迟均值，并将系统网络延迟均值传输给异步长连续校时模块。

3.根据权利要求2所述的一种多星并行仿真系统时间同步控制系统，其特征在于：

所述的向量时钟计算模块，输入是校时模块输出的读写控制标志和校时仿真数据包，然后根据校时仿真数据包中的系统仿真进程的时间戳信息计算进程相应向量时钟，并将向量时钟以因果时序输出给层次同步控制模块。

4.根据权利要求1所述的一种多星并行仿真系统时间同步控制系统，其特征在于：

多星是指待进行时间同步的仿真卫星1、仿真卫星2、…、仿真卫星N，N为仿真卫星的个数。

5.根据权利要求1所述的一种多星并行仿真系统时间同步控制系统，其特征在于：

所述的时间配置模块的时间配置公式为：多星并行仿真系统进行仿真时，仿真卫星数为N，每个卫星仿真任务具有1台软件时钟，并行系统中共有N台钟，对于其中的任意1台钟，记作第i台钟，该台时钟的仿真时间表示为2阶模型T_i(t)＝a_i0+a_i1t+a_i2t²；(i＝1，2，3，...，n)，其中表示时钟i在i时刻的时钟读数，a_i0、a_i1、a_i2分别为时钟i的钟差、钟速、钟漂；时间同步控制是通过控制算法减小两个不同时钟之间的时间差距，其时间同步控制的动态方程表示为T_i(t)就为第i台钟的时钟状态，Δi(t)为第i台时钟的内部协同控制协议，并行同步控制算法可将系统中所有时钟Δi(t)控制在最小值。