航天应用载荷的高精度时间同步与共用信息分发*
2021-02-01邱爱华乔旷怡陈寅元
国防科技大学学报 2021年1期
关键词:信息
邱爱华,乔旷怡,陈寅元,张 涛
(中国科学院空间应用工程与技术中心,中国科学院太空应用重点实验室,北京 100094)
当前卫星或航天器中应用载荷的时间校准最直接的方式,是通过载荷设备接收飞行器主设备(例如全球导航卫星系统(Global Navigation Satellite System,GNSS)接收机)的时间码数据和秒脉冲信号对齐来解决[1],GNSS接收机可提供定位信息(含协调世界时(Universal Time Coordinated,UTC)),各载荷通过在轨解算时间和获取准确位置来开展高精度的实验任务。这种方法中,当航天器中载荷数量较多、布局广、滚动更换时,单个GNSS设备可能无法提供更多的硬件接口支持载荷连接,尤其是大型航天器的电缆设计将非常复杂,急需寻找一种不过度依赖航天器平台GNSS设备接口的更适合载荷间使用的高精度时间系统和时间同步方式。
一般情况下,航天器轨道、姿态、位置等公共信息的传输,是平台采用总线广播方式逐级发送给各载荷的。实际运控中,因载荷本地采用的时间系统与轨道数据和姿态数据中的时间系统并不完全是一个体系,各载荷收到后,往往需要进行多次时间系统的变换和计算。加之广播数据到达载荷需经历多级总线转发,会产生较大延迟,载荷终端需要对接收到的数据进行差值推算才能利用。综合上述因素后,直接使用平台轨道和姿态等数据作为实验任务参考数据的实际效果会大大降低。一些对姿态和轨道等数据敏感的载荷为了完成高精度的观测任务,往往需要自身再携带功能较强的GNSS接收机和姿态测量系统,研制成本会很高。……
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