基于GPS高精度高可靠卫星自主校时系统设计

2018-08-06陈红飞章生平孙立达刘艳阳魏春

现代电子技术 2018年15期

关键词：系统

陈红飞章生平孙立达刘艳阳魏春

摘要：设计一种基于GPS的卫星自主校时系统。采用CPU晶振和高稳晶振平滑切换结构，并通过总线校时和秒脉冲校时手段进行修正维护。总线校时方式通过时延参数的测量及修正，校时精度可达到300 μs，接口简单，操作方便；秒脉冲校时方式通过硬件实现，校时精度优于100 μs，稳定可靠，精度较高。两种校时方法组合使用，具有高精度、高可靠、自主可控，易于实现等特点。地面试验结果表明，该系统可满足卫星的高要求。

关键词：卫星；自主校时；高精度； GPS秒脉冲； 1553B总线；系统设计

中图分类号： TN927?34； V443 文献标识码： A 文章编号： 1004?373X（2018）15?0105?03

Design of high?precision and high?reliability satellite antonymous time

calibration system based on GPS

CHEN Hongfei， ZHANG Shengping， SUN Lida， LIU Yanyang， WEI Chun

（Shanghai Institute of Satellite Engineering， Shanghai 201109， China）

Abstract： A satellite antonymous time calibration system based on GPS is designed， in which the smooth switching structure of CPU crystal oscillator and high?stability crystal oscillator is adopted， and the means of bus time calibration and pulse per second （PPS） time calibration is used for correction and maintenance. The bus time calibration method is used to measure and correct the delay parameters， its time calibration accuracy can reach up to 300 μs， which has simple interface and easy operation. The PPS time calibration method is implemented with hardware， its time calibration accuracy is superior to 100 μs， which has stable operation and high precision. The combination usage of two time calibration methods has the advantages of high accuracy and reliability， antonymous control， and easy realization. The results of the ground test show that the system can meet the high performance of satellite.

Keywords： satellite； autonomous time calibration； high accuracy； GPS pulse per second； 1553B bus； system design

0 引言

隨着卫星载荷功能、性能的不断提升，系统对时间精度和稳定度的要求越来越高，特别是GEO发射?LEO接收的双基地合成孔径雷达（SAR）[1]，对时间要求更为严格。

卫星星务主机通常需要产生和维护平台统一时钟，周期性通过总线广播给各终端使用。由于晶振时钟的准确度和稳定度有限，长期积累后容易产生时钟偏差，因而需要时统校正维护，控制误差在一定范围内。目前，卫星系统常用的校时方法主要有集中校时、均匀校时和总线校时，校时精度较低，可靠性不高，操作不方便[2]。本文结合GPS和高稳晶振的互补特点，提出一种高精度高可靠卫星自主校时方法。