[发明专利]一种导航卫星时间双时钟域高精度实时同步调整方法

摘要

一种导航卫星时间双时钟域高精度实时同步调整方法，首先接收地面发送的数据帧后进行解析，将解析得到的周内秒、上行测距值和星地时间同步指令发送给卫星载荷，然后进行判断，如果数据帧包括时间同步指令，则计算秒脉冲信号，进而得到新的导航卫星时间对1s求余的结果POS，如果不包括时间同步指令，则每个时钟调整周期进行累加操作，得到新的求余结果POS，最后根据新的求余结果POS更新导航卫星时间对应的周期数、周内秒SOW，进而完成导航卫星时间同步。

主权项

1.一种导航卫星时间双时钟域高精度实时同步调整方法，其特征在于包括如下步骤：(1)控制卫星有效载荷使用上行接收机接收地面发送的上行数据帧；所述的上行数据帧包括星地时间同步指令、周内秒SOW或上行测距值PR，其中，星地时间同步指令为控制进行导航卫星时间双时钟域实时同步调整的指令；所述的上行测距值PR为当前导航卫星时间与上行数据帧中时间的时间差；(2)将上行数据帧进行解析得到星地时间同步指令、周内秒SOW或上行测距值PR，并送至卫星时间生成与保持载荷；(3)卫星时间生成与保持载荷进行判断，如果接收到星地时间同步指令，则转入步骤(4)，否则转入步骤(6)；(4)将周内秒SOW送至卫星的时间管理FPGA，根据上行测距值PR、星地时延预置值RR，计算导航卫星时间秒脉冲信号1PPS调整值ΔPOS为ΔPOS＝round{Δt*fFPGA}其中，round{}为取整运算，Δt＝PR‑RR，Δt的单位为s，fFPGA表示时间调整所需的工作时钟频率，ΔPOS为正表示导航卫星时间超前地面时间，ΔPOS为负表示导航卫星时间落后地面时间；将导航卫星时间秒脉冲信号1PPS调整值ΔPOS、星地时间同步指令发送至时间管理FPGA的两个不同时钟域；(5)在每个时钟域中分别进行如下时间调整操作：控制时间管理FPGA在1个时钟周期内将周内秒SOW写入导航卫星时间的周内秒SOW寄存器中，计算POSold+ΔPOS+1，如果POSold+ΔPOS+1小于0，则计算POSold+ΔPOS+1+fFPGA作为新的POS置入导航卫星时间的相位寄存器POS_reg，然后将相位寄存器POS_reg进行减一操作；如果POSold+ΔPOS+1大于等于fFPGA，则将POSold+ΔPOS+1‑fFPGA作为新的POS置入导航卫星时间的相位寄存器POS_reg，然后将相位寄存器POS_reg加1操作，如果POSold+ΔPOS+1大于等于0且小于fFPGA，则将POSold+ΔPOS+1作为新的POS置入导航卫星时间的相位寄存器POS_reg；其中，POS为导航卫星时间对1s求余的结果；POSold为导航卫星时间调整之前对应的POS；(6)在每个时间调整所需的工作时钟周期，控制导航卫星时间秒脉冲信号1PPS相位寄存器POS_reg累加1，将周内秒SOW的寄存器累加1；其中，当相位寄存器POS_reg等于fFPGA时，将相位寄存器POS_reg清零，当周内秒SOW的寄存器等于604799时，将周内秒SOW的寄存器清零；(7)使用导航卫星时间秒脉冲信号的相位寄存器POS_reg中的POS更新导航卫星时间对应的周期数WN、周内秒SOW寄存器中的周内秒数SOW，进而完成导航卫星时间同步。