【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及一種基于中繼通信的月球原位探測器校時方法。具體的說，可以規避中繼衛星帶來的星上傳輸時間的誤差，當中繼衛星時間與地面時間同步后，基于中繼衛星時統為月球原位探測器校時，保證器地時差在幾十ms量級。
技術介紹
1、深空探測器數管計算機無法與近地衛星一樣獲取gps衛星信號，做到精準的器地時間同步。傳統的深空探測器校時方式為：探測器數管計算機任一遙測幀組幀時刻計算生成器上時間碼t器，遙測幀經過數管計算機及測試設備后通過空間鏈路或者同軸電纜傳輸給地面遙測解調設備。地面遙測解調設備對收到的遙測信號進行下變頻、解調解碼及幀同步后獲取gps標準時間tgps，同時從相應的遙測幀中解析并獲得器上時間碼t器。由此獲得器地時差δt器地＝tgps-t器。
2、需要注意的是該遙測幀為從生成時刻開始經歷了表1中的t器上延時、t器-地、t地面時延才由地面遙測解調設備解調出基帶數據，并鎖定gps標準時間tgps，該時延稱為器地鏈路時延δt鏈路。δt鏈路包括器上設備軟件/硬件、器地空間鏈路、地面測控設備所產生的時延。為了精確校時，保持器地時間同步，需要在應用校時時差t校時＝δt器地-δt鏈路編制校時指令，上注給器上數管計算機，這里的校時指令為相對校時，圖3中的t上行時延可不計。在探測器ait以及大系統對接試驗階段中器地鏈路時延的測試原理均為基于脈沖記錄時間，通過前后時間之差測量得到器地鏈路時延δt鏈路，測量原理如圖2所示。
3、表1時間標識說明
4、
5、
6、由于月球原位探測器著陸于月球某些
7、以往月球原位探測器通過中繼衛星校時，誤差在10s以內。由于在軌探測器任務導航制導的時間精度需求，月球原位探測器的器地時差要求在±60ms以內，因此亟需設計一種有效的高精度校時方法確保探測器工作時的校時精度，對于保證月球原位探測器在軌評估時間系統性能、滿足探測任務的時間精度要求均有重要的意義。
技術實現思路
1、本專利技術所要解決的技術問題：克服現有技術的不足，提出了一種基于月面中繼通信的校時方法，解決了探測器通過中繼星與地面通信時的校時精度問題。
2、本專利技術的技術方案是：一種基于中繼通信的月球原位探測器校時方法，包括：
3、在符合ccsds協議的遙測幀格式內插入探測器守時時間碼；
4、中繼星在探測器遙測幀格式基礎上進行組幀，并插入中繼星守時時間碼，中繼星通過對地數傳鏈路轉發中繼星數傳幀；
5、建立地面試驗系統；
6、利用地面試驗系統對探測器完成校時，使探測器時間與地面標準時間同步；
7、利用地面試驗系統對中繼星完成校時，使中繼星時間與地面標準時間同步；
8、利用探測器守時時間碼和中繼星守時時間碼，通過地面系統獲取探測器任意遙測幀時間碼產生時刻至中繼星完成譯碼并打上中繼星時間碼的時延δt器星鏈路，根據多組時延δt器星鏈路計算得到工程常值c；
9、利用工程常值c計算探測器與地面標準時間時差，即校時量；根據該校時量完成對探測器的校時。
10、所述地面試驗系統，包括探測器與地面試驗系統的通信鏈路，中繼星與地面試驗系統的通信鏈路，探測器與中繼星前返向鏈路。
11、所述建立地面試驗系統，包括：
12、利用射頻電纜連接探測器與地面測控設備，建立探測器-地面遙控遙測鏈路；
13、利用射頻電纜連接中繼星與地面測控設備，建立中繼星-地面遙控遙測鏈路；
14、利用射頻電纜連接中繼星與探測器測控設備，建立探測器-中繼星前返向鏈路。
15、所述根據多組時延δt器星鏈路計算得到工程常值c，包括：多次獲取中繼星數傳幀中探測器守時時間碼及中繼星守時時間碼，得到多組時延δt器星鏈路，對其求平均值得到工程常值c。
16、所述時延δt器星時延＝t星-t器；其中，t星為中繼星轉發探測器遙測幀時幀尾插入的中繼星時間碼；t器為探測器遙測幀插入域中的探測器時間碼。
17、所述利用工程常值c計算探測器與地面標準時間時差，即校時量包括：
18、將中繼星視為地面站，計算對月面原位探測器的校時量t校時；實際工程中忽略探測器設計中軟件時間量化及中斷因素帶來的誤差，得到探測器與地面標準時間時差，即校時量t校時-工程。
19、所述計算對月面原位探測器的校時量t校時：
20、t校時＝t星-t器-δt器星時延-t空間鏈路+δt星地+t器-量化+t星-量化+t器-int+t星-int
21、其中，δt器星為同一個中繼星數傳幀中探測器與中繼星計算出的時差；δt星地為中繼星星地時差；δt器星鏈路為任意探測器遙測幀時間碼產生時刻至中繼星完成譯碼并打上中繼星時間碼的時延；t空間鏈路空間鏈路信息傳輸距離時延，即探測器到中繼星返向傳輸時延；δt器-量化為探測器下行遙測組幀寫入時間碼時，由于毫秒時間量化造成的時間誤差；δt星-量化為中繼星下行遙測組幀寫入時間碼時，由于毫秒時間量化造成的時間誤差；δt器-int為當探測器遙測組幀中斷被其他事件關閉產生的時間誤差；δt星-int為當中繼星遙測組幀中斷被其他事件關閉產生的時間誤差。
22、所述t校時-工程＝t星-t器-c-t空間鏈路。
23、本專利技術與現有技術相比的優點在于：
24、(1)月面原位探測器無法直接與地面站通信時，以中繼星星上時間系統為基準，實現探測器校時，能夠保證探測器月面工作時時間精度在指標范圍內，確保軌控、月面工作等過程不會因為時間偏差產生不可接受的誤差；
25、(2)通過探測器與中繼星正樣聯試過程獲取在軌校時所需工程常量，無需中繼星系統、探測器系統同時參加大系統對接試驗，降低了探測器系統、中繼星系統、測控系統研制過程中的耦合度；
26、(3)該校時方法可以實現對后續月球探測器的校時模式統一設計，應用于后續月球探測任務。
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1.一種基于中繼通信的月球原位探測器校時方法，其特征在于，包括：
2.根據權利要求1所述的一種基于中繼通信的月球原位探測器校時方法，其特征在于，所述地面試驗系統，包括探測器與地面試驗系統的通信鏈路，中繼星與地面試驗系統的通信鏈路，探測器與中繼星前返向鏈路。
3.根據權利要求2所述的一種基于中繼通信的月球原位探測器校時方法，其特征在于，所述建立地面試驗系統，包括：
4.根據權利要求1所述的一種基于中繼通信的月球原位探測器校時方法，其特征在于，所述根據多組時延ΔT器星鏈路計算得到工程常值C，包括：多次獲取中繼星數傳幀中探測器守時時間碼及中繼星守時時間碼，得到多組時延ΔT器星鏈路，對其求平均值得到工程常值C。
5.根據權利要求1所述的一種基于中繼通信的月球原位探測器校時方法，其特征在于，所述時延ΔT器星時延＝T星-T器；其中，T星為中繼星轉發探測器遙測幀時幀尾插入的中繼星時間碼；T器為探測器遙測幀插入域中的探測器時間碼。
6.根據權利要求1所述的一種基于中繼通信的月球原位探測器校時方法，其特征在于，所述利用工程常值C計算探測器
7.根據權利要求6所述的一種基于中繼通信的月球原位探測器校時方法，其特征在于，所述計算對月面原位探測器的校時量T校時：
8.根據權利要求7所述的一種基于中繼通信的月球原位探測器校時方法，其特征在于，所述T校時-工程＝T星-T器-C-T空間鏈路。
...【技術特征摘要】
1.一種基于中繼通信的月球原位探測器校時方法，其特征在于，包括：
2.根據權利要求1所述的一種基于中繼通信的月球原位探測器校時方法，其特征在于，所述地面試驗系統，包括探測器與地面試驗系統的通信鏈路，中繼星與地面試驗系統的通信鏈路，探測器與中繼星前返向鏈路。
3.根據權利要求2所述的一種基于中繼通信的月球原位探測器校時方法，其特征在于，所述建立地面試驗系統，包括：
4.根據權利要求1所述的一種基于中繼通信的月球原位探測器校時方法，其特征在于，所述根據多組時延δt器星鏈路計算得到工程常值c，包括：多次獲取中繼星數傳幀中探測器守時時間碼及中繼星守時時間碼，得到多組時延δt器星鏈路，對其求平均值得到工程常值c。
【專利技術屬性】
技術研發人員：白崇延，黃昊，張高，張伍，徐寶碧，陶灼，張瑞康，王善澎，盛瑞卿，逯運通，
申請(專利權)人：北京空間飛行器總體設計部，
類型：發明
國別省市：
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