CN112817022B - 一种低轨卫星时频同步方法、系统、电子设备和存储介质 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种低轨卫星时频同步方法、系统、电子设备和存储介质，该方法包括：基于低轨卫星频率源的基准频率信号，获取导航卫星的观测数据；观测数据包括伪距观测值和载波相位观测值；基于伪距观测值和载波相位观测值和地面上注的精密信息进行精密单点定位，得到低轨卫星的位置信息；精密信息包括导航卫星的精密轨道信息和精密钟差信息；基于低轨卫星的位置信息确定基准时间，生成基准时间脉冲信号；基于基准时间脉冲信号，对地轨卫星的星上时间和频率源的基准频率信号进行调控，得到调控后的基准频率信号和星上时间。如此，低轨卫星可以独立完成时频同步，可以提高时频同步的精度。

Description

一种低轨卫星时频同步方法、系统、电子设备和存储介质

技术领域

本申请涉及卫星技术领域，特别涉及一种低轨卫星时频同步方法、系统、电子设备和存储介质。

背景技术

低轨卫星运行高度在约500至2000千米高度，可搭载通信、导航、遥感等各类载荷，实现地面通讯、定位授时及对地观测等功能。目前，低轨卫星发展迅速，卫星发展也由单颗卫星向星群或星座发展，通过多轨道面部署完成全球服务覆盖，国内外多家单位提出了低轨卫星星座，致力于提供全球覆盖的通信、导航、遥感服务。

低轨宽带通信卫星是目前的热点，利用低轨卫星星座进行地面网络覆盖，可充分满足偏远地区网络发展需求，如Starlink星座计划采用4.2万颗卫星对地提供通信服务，但目前Starlink的服务模式是为地面基站提供网络接入，再由地面基站向用户提供网络服务。低轨通信卫星的发展趋势是为普通用户提供稳定、可靠、低成本的互联网接入，与地面蜂窝通信类似，在向海量用户提供基于时分通信的卫星通信服务时，涉及到用户与卫星的跟踪切换、信号时隙管理等，均需保持良好的星间时间同步。

在应用上，为了更好的实现低轨导航卫星的自主运行，应对低轨卫星的时频同步进行设计；另外利用低轨卫星协同探测共同目标时，也需要卫星间的时间、频率与相位均实现同步，这对时频同步也提出了新的需求。

发明内容

本申请实施例提供了一种低轨卫星时频同步方法、系统、电子设备和存储介质，低轨卫星可以独立完成时频同步，可以提高时频同步的精度。

一方面，本申请实施例提供了一种低轨卫星时频同步方法，包括：

基于低轨卫星频率源的基准频率信号，获取导航卫星的观测数据；观测数据包括伪距观测值和载波相位观测值；

基于伪距观测值和载波相位观测值和地面上注的精密信息进行精密单点定位，得到低轨卫星的位置信息；精密信息包括导航卫星的精密轨道信息和精密钟差信息；

基于低轨卫星的位置信息确定基准时间，生成基准时间脉冲信号；

基于基准时间脉冲信号，对地轨卫星的星上时间和频率源的基准频率信号进行调控，得到调控后的基准频率信号和星上时间。

可选的，导航卫星的观测数据包括多星冗余量信息；

基于低轨卫星频率源的基准频率信号，获取导航卫星的观测数据之后，基于伪距观测值和载波相位观测值和地面上注的精密信息进行精密单点定位之前，方法还包括：

基于多星冗余量信息建立状态矩阵，对导航卫星的完好性进行监测。

可选的，对导航卫星的完好性进行监测之后，方法还包括：

获取完好性监测结果；

根据完好性监测结果，从伪距观测值和载波相位观测值中确定出误差数据；

将误差数据删除，得到删除后的伪距观测值的和载波相位观测值。

可选的，得到调控后的基准频率信号和星上时间之后，方法还包括：

将基准频率信号与基准时间脉冲信号进行匹配，向输出模块发送匹配后的基准频率信号和基准时间脉冲信号；

或；向输出模块发送星上时间。

另一方面，本申请实施例提供了一种低轨卫星时频同步系统，包括频率源模块、基准时间确定模块和调控模块；

频率源模块，用于分别向基准时间确定模块和调控模块发送基准频率信号；

基准时间确定模块，用于基于基准频率信号，获取导航卫星的观测数据，观测数据包括伪距观测值和载波相位观测值；基于伪距观测值和载波相位观测值和地面上注的精密信息进行精密单点定位，得到低轨卫星的位置信息，基于低轨卫星的位置信息确定基准时间，生成基准时间脉冲信号，向调控模块发送基准时间脉冲信号；精密信息包括导航卫星的精密轨道信息和精密钟差信息；

调控模块，用于基于基准时间脉冲信号，对地轨卫星的星上时间和频率源模块输出的基准频率信号进行调控，得到调控后的基准频率信号和星上时间。

可选的，基准时间确定模块包括完好性监测单元；导航卫星的观测数据包括多星冗余量信息；完好性监测单元，用于基于多星冗余量信息建立状态矩阵，对导航卫星的完好性进行监测。

可选的，完好性监测单元，还用于获取完好性监测结果；根据完好性监测结果，从伪距观测值和载波相位观测值中确定出误差数据；将误差数据删除，得到删除后的伪距观测值的和载波相位观测值。

可选的，还包括输出模块；

频率源模块，还用于将基准频率信号与基准时间脉冲信号进行匹配，向输出模块发送匹配后的基准频率信号和基准时间脉冲信号；

或；频率源模块，还用于向输出模块发送星上时间。

另一方面，本申请实施例提供了一种电子设备，设备包括处理器和存储器，存储器中存储有至少一条指令或至少一段程序，至少一条指令或至少一段程序由处理器加载并执行上述的低轨卫星时频同步方法。

另一方面，本申请实施例提供了一种计算机存储介质，存储介质中存储有至少一条指令或至少一段程序，至少一条指令或至少一段程序由处理器加载并执行以实现上述的低轨卫星时频同步方法。

本申请实施例提供的具有如下有益效果：

通过基于低轨卫星频率源的基准频率信号，获取导航卫星的观测数据；观测数据包括伪距观测值和载波相位观测值；基于伪距观测值和载波相位观测值和地面上注的精密信息进行精密单点定位，得到低轨卫星的位置信息；精密信息包括导航卫星的精密轨道信息和精密钟差信息；基于低轨卫星的位置信息确定基准时间，生成基准时间脉冲信号；基于基准时间脉冲信号，对地轨卫星的星上时间和频率源的基准频率信号进行调控，得到调控后的基准频率信号和星上时间。如此，低轨卫星可以独立完成时频同步，可以提高时频同步的精度。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本申请实施例提供的一种低轨卫星时频同步方法的流程示意图；

图2是本申请实施例提供的一种低轨卫星时频同步系统的结构示意图；

图3是本申请实施例提供的一种基准时间确定模块的结构示意图；

图4是本申请实施例提供的一种低轨卫星时频同步系统的具体结构示意图；

图5是本申请实施例提供的一种低轨卫星时频同步方法的服务器的硬件结构框图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或服务器不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

目前常用的卫星时间同步方法包括：

基于星地双向信号比对的星地时间同步；该方法受到地域限制，星地测控模式下的时间同步方案，需地面站跟踪到卫星才可完成，而地面站只能在国内建设，造成时间同步的不连续性，在地球站非跟踪期间，无法通过星地测控模式进行时间同步；

基于卫星携带的星间链路的星间双向比对时间同步；该方法利用星间链路进行时间同步时，通过卫星间通信进行时间传递，某颗卫星与上一颗卫星完成同步后，再与下一颗卫星进行时间传递，每传递一级将会带来误差的累计，卫星数量越多，其传递级数越多，累计的误差就越大，造成卫星间时间误差的不均。

现有技术中关于卫星同步存在误差大、受地域限制问题，而本申请提供了一种低轨卫星时频同步方法，低轨卫星不仅可以独立完成时间同步还可以完成频率同步，且精度高、不受地域限制。

本申请实施例提供的一种低轨卫星时频同步方法，基于低轨卫星频率源的基准频率信号，获取导航卫星的观测数据；观测数据包括伪距观测值和载波相位观测值；导航卫星指的是全球导航定位系统(Global Navigation Satellite System，GNSS)的中高轨卫星，低轨卫星轨道较低，可接收到GNSS的信号，GNSS的中高轨卫星均携带有星载原子钟，可提供高精度的时间基准；然后，基于伪距观测值和载波相位观测值和地面上注的精密信息进行精密单点定位，得到低轨卫星的位置信息；精密信息包括导航卫星的精密轨道信息和精密钟差信息；然后，基于低轨卫星的位置信息确定基准时间，生成基准时间脉冲信号；基于基准时间脉冲信号，对地轨卫星的星上时间和频率源的基准频率信号进行调控，得到调控后的基准频率信号和星上时间；如此，频率源输出更准确的基准频率信号，可以辅助观测数据的捕获与质量控制，形成闭环；同时基于精密轨道信息和精密钟差信息进行精密单点定位，可以进一步提高低轨卫星时频同步精度。

以下介绍本申请一种低轨卫星时频同步方法的具体实施例，图1是本申请实施例提供的一种低轨卫星时频同步方法的流程示意图，本说明书提供了如实施例或流程图的方法操作步骤，但基于常规或者无创造性的劳动可以包括更多或者更少的操作步骤。实施例中列举的步骤顺序仅仅为众多步骤执行顺序中的一种方式，不代表唯一的执行顺序。在实际中的系统或服务器产品执行时，可以按照实施例或者附图所示的方法顺序执行或者并行执行(例如并行处理器或者多线程处理的环境)。具体的如图1所示，该方法可以包括：

S101：基于低轨卫星频率源的基准频率信号，获取导航卫星的观测数据；观测数据包括伪距观测值和载波相位观测值。

S103：基于伪距观测值和载波相位观测值和地面上注的精密信息进行精密单点定位，得到低轨卫星的位置信息；精密信息包括导航卫星的精密轨道信息和精密钟差信息。

S105：基于低轨卫星的位置信息确定基准时间，生成基准时间脉冲信号。

本申请实施例中，上述步骤S101-S105，将低轨卫星频率源的基准频率信号作为本振信号，生成测距码，通过低轨卫星的接收机获取导航卫星的观测数据，观测数据包括伪距观测值和载波相位观测值，然后结合地面上注的导航卫星的精密轨道信息和精密钟差信息，进行精密单点定位(Precise Point Positioning，PPP)，从而得到低轨卫星的位置信息，然后基于低轨卫星的位置信息、导航卫星的精密轨道信息，确定出基准时间，生成基准时间脉冲信号。如此，可实现厘米级的轨道误差和纳秒级的时间精度信息。

相对于单点定位中利用广播星历确定导航卫星的位置和钟差，以及观测数据确定低轨卫星的位置的方法，其存在广播星历的误差导致定位精度不高，难以满足高精度时间同步需求的问题，本申请中基于精密信息进行精密单点定位，可以消除GNSS导航卫星钟差与轨道误差带来的时间同步影响，利用低轨卫星运动速度快的特性，精密单点定位可实现快速收敛，获取厘米级的轨道精度，进而获取高精度的时间信息，按照定轨精度5厘米计算，可获取精度优于1ns的时间信息。

一种可选的实施方式中，导航卫星的观测数据包括多星冗余量信息；该方法步骤中还可以包括：基于多星冗余量信息建立状态矩阵，对导航卫星的完好性进行监测。进一步地，对导航卫星的完好性进行监测之后，还可以包括：获取完好性监测结果；根据完好性监测结果，从伪距观测值和载波相位观测值中确定出误差数据；将误差数据删除，得到删除后的伪距观测值的和载波相位观测值。如此，在步骤S103的精密单点定位过程中，利用多星冗余量信息建立状态矩阵，检测时间完好性信息，如存在较大误差，则反馈给精密单点定位剔除特定卫星，重新收敛，从而可以提高基准时间的准确性和可靠性。

S107：基于基准时间脉冲信号，对地轨卫星的星上时间和频率源的基准频率信号进行调控，得到调控后的基准频率信号和星上时间。

本申请实施例中，以精密单点定位后输出的基准时间脉冲信号为基准，测量基准时间和地轨卫星的星上时间的时差，计算出星上时间的改正量，可以根据设定的调整阈值判断改正量是否超限，如超限，则对星上时间和频率源的基准频率信号进行调控，如未超限，则继续观测基准时间和星上时间的时差；频率源提供调控后的基准频率信号辅助捕获更准确的观测数据，下一次精密单点定位完成后的基准时间继续与调控后的星上时间进行比较，形成闭环反馈模式，如此可以保持频率源的时间、频率均在一定的精确度内。

一种可选的实施方式中，得到调控后的基准频率信号和星上时间之后，还可以包括：将基准频率信号与基准时间脉冲信号进行匹配，向输出模块发送匹配后的基准频率信号和基准时间脉冲信号；或；向输出模块发送星上时间。具体的，输出模块通过输出电路将匹配后的基准频率信号和基准时间脉冲信号对外输出，提供给星上其他业务系统使用；当基准时间脉冲信号失效时，输出星上时间，星上时间为调控后的星上时间，由于使用了基准时间脉冲信号进行调控，星上时间具备一定的稳定性。

本申请实施例还提供了一种低轨卫星时频同步系统，该低轨卫星时频同步系统设置于低轨卫星上，图2是本申请实施例提供的一种低轨卫星时频同步系统的结构示意图，如图2所示，该系统包括频率源模块201、基准时间确定模块202和调控模块203；

频率源模块201，用于分别向基准时间确定模块202和调控模块203发送基准频率信号；

基准时间确定模块202，用于基于基准频率信号，获取导航卫星的观测数据，观测数据包括伪距观测值和载波相位观测值；基于伪距观测值和载波相位观测值和地面上注的精密信息进行精密单点定位，得到低轨卫星的位置信息，基于低轨卫星的位置信息确定基准时间，生成基准时间脉冲信号，向调控模块203发送基准时间脉冲信号；精密信息包括导航卫星的精密轨道信息和精密钟差信息；

调控模块203，用于基于基准时间脉冲信号，对地轨卫星的星上时间和频率源模块201输出的基准频率信号进行调控，得到调控后的基准频率信号和星上时间。

一种可选的实施方式中，导航卫星的观测数据包括多星冗余量信息；如图3所示，基准时间确定模块202包括精密产品单元2021、精密单点定位单元2022和完好性监测单元2023；

精密产品单元2021用于通过卫星星地通信天线接收地面上注的精密信息，精密信息包括导航卫星的精密轨道信息和精密钟差信息，并将该精密信息传送给精密单点定位单元2022；

精密单点定位单元2022用于使用频率源模块201发送的基准频率信号作为本振信号，生成测距码，通过卫星星上GNSS导航卫星天线接收GNSS导航卫星观测数据，结合精密信息，完成GNSS精密单点定位，当精密单点定位完成收敛后，可实现厘米级的轨道误差和纳秒级的时间精度信息；

完好性监测单元2023，用于基于观测数据中多星冗余量信息建立状态矩阵，对导航卫星的完好性进行监测；根据获取的完好性监测结果，从伪距观测值和载波相位观测值中确定出误差数据；将误差数据删除，得到删除后的伪距观测值的和载波相位观测值，将删除后的伪距观测值的和载波相位观测值反馈至精密单点定位单元2022剔除特定卫星，重新收敛；在通过完好性监测后，将生成的基准时间脉冲信号发送至调控模块203。

一种可选的实施方式中，如图4所示，低轨卫星时频同步系统还包括输出模块204，调控模块203包括时间间隔测量单元2031和调频调相单元2032，频率源模块201包括频率单元2011和时间维持单元2012，基准时间确定模块202包括精密产品单元2021、精密单点定位单元2022和完好性监测单元2023；

频率单元2011还用于将基准频率信号与基准时间脉冲信号进行匹配，向输出模块204发送匹配后的基准频率信号和基准时间脉冲信号；时间维持单元2012还用于向输出模块发送星上时间。

下面结合图4中低轨卫星时频同步系统中各模块具体单元，说明本申请中低轨卫星时频同步的过程。

整体上，低轨卫星时频同步系统通过基准时间确定模块202基于星载GNSS精密定位模式进行时间溯源，确定基准时间，即通过精密单点定位单元2022精密定位收敛后，再将通过完好性监测单元2023的信息传输至调控模块203，由调控模块203完成频率和相位的调控，并对外输出基准频率信号、时间信息；当GNSS精密定位丢失后，由时间维持单元2012继续保持整个系统的时间和频率，完成对外时间和频率的输出。

具体的，调控模块203中时间间隔测量单元2031同时接收基准时间确定模块202的基准时间脉冲信号和频率单元2011输出的星上时间脉冲信号，时间间隔测量单元2031测量两路脉冲的精确时差，以基准时间脉冲信号为基准，计算出频率源星上时间的改正量；

其次，根据设定的调整阈值判断改正量是否超限，如超限，则由调调频调相单元2032进行频率源模块201的调控，如未超限，则继续测量两路脉冲的时差；其中，以满足相位同步和频率准确度要求为标准设置的合适调控阈值，避免对频率源模块201产生连续调控，影响频率噪声相关指标；

其次，调频调相单元2032收到时间间隔测量单元2031的调整命令后，对频率源模块201进行调整，由调频调相单元2032对频率源模块201发送频率调整和相位调整指令；利用调频调相技术，完成对频率源模块201的频率准确度和相位调整，实现频率相位同步；

其次，调控完成的频率源的基准频率信号继续在时间间隔测量单元2031中与基准时间脉冲信号进行比较，形成闭环反馈模式，保持频率源模块201的时间、频率和相位均在一定的精确度内；

其次，频率源模块201接受调控模块203的调控，维持稳定的频率精度，将基准频率信号反馈给精密单点定位单元2022辅助导航卫星的捕获与质量控制；

此外，频率源模块201将基准时间脉冲信号与自身基准频率信号匹配，传输至输出模块204；

时间维持单元2012接收精密单点定位单元2022传递的基准时间脉冲信号和频率单元2011的基准频率信号，计算本地时间信息(星上时间)，当GNSS精密定位单元时间信息失效时，可通过时间维持单元进行时间的输出，由于使用了GNSS卫星精密定位单元的基准时间脉冲信号和频率单元2011的基准频率信号，该星上时间与频率单元2011对外输出的时间脉冲信号对应；

输出模块204通过输出电路将高精度、高稳定性、精确同步的基准频率信号、基准时间脉冲信号或本地时间信息对外输出，提供给星上其他业务系统使用；

至此，系统完成一次时间与频率同步，根据上述步骤进行持续工作，保证时间脉冲与频率信号的连续输出。

本申请实施例提供的一种低轨卫星时频同步系统中，基准时间确定模块202与频率源模块201通过调控模块203产生关联，但两部分仍然独立运行，仅由调控模块203实现单向的调控，当基准时间确定模块202丢失导航卫星后，调控模块203停止测量，不再对频率源模块201进行调控。频率源模块201继续独立运行，维持时间输出；整个系统通过互反馈机制完成调控，在精密单点定位单元2022收敛完成的状态下，随着运行时间的加长，频率源模块201的准确度越高。

综上，本申请实施例提供的一种低轨卫星时频同步方法和系统，利用星载精密单点定位技术，每颗低轨卫星可以独立完成自身授时、守时与时间同步，各卫星之间不进行时间传递，而是使用同一基准进行时间同步，低轨卫星星上时间无相互依赖，当单颗卫星失效时，不影响其他卫星的时频同步，提升了系统的鲁棒性和稳定性；另一方面，可以在无地面站精密产品上注情况下，通过已驯服的精确频率源，实现时间同步的维持，完成守时功能；另一方面，还突破低轨卫星时间同步地域限制，低轨卫星运行速度快，可根据时间同步精度要求及卫星绕地运行周期选择合适的原子钟产品，实现卫星在运行过程中的守时控制在要求范围之内；例如以典型频率值10-12频率准确度计算，1小时的由守时带来的时间同步误差为3.6ns。

本申请实施例中的系统与方法实施例基于同样地申请构思。

本申请实施例所提供的方法实施例可以在计算机终端、服务器或者类似的运算装置中执行。以运行在服务器上为例，图5是本申请实施例提供的一种低轨卫星时频同步方法的服务器的硬件结构框图。如图5所示，该服务器500可因配置或性能不同而产生比较大的差异，可以包括一个或一个以上中央处理器(Central Processing Units，CPU)510(处理器510可以包括但不限于微处理器NCU或可编程逻辑器件FPGA等的处理装置)、用于存储数据的存储器530，一个或一个以上存储应用程序523或数据522的存储介质520(例如一个或一个以上海量存储设备)。其中，存储器530和存储介质520可以是短暂存储或持久存储。存储在存储介质520的程序可以包括一个或一个以上模块，每个模块可以包括对服务器中的一系列指令操作。更进一步地，中央处理器510可以设置为与存储介质520通信，在服务器500上执行存储介质520中的一系列指令操作。服务器500还可以包括一个或一个以上电源560，一个或一个以上有线或无线网络接口550，一个或一个以上输入输出接口540，和/或，一个或一个以上操作系统521，例如Windows，Mac OS，Unix,Linux，FreeBSD等等。

输入输出接口540可以用于经由一个网络接收或者发送数据。上述的网络具体实例可包括服务器500的通信供应商提供的无线网络。在一个实例中，输入输出接口540包括一个网络适配器(Network Interface Controller，NIC)，其可通过基站与其他网络设备相连从而可与互联网进行通讯。在一个实例中，输入输出接口540可以为射频(RadioFrequency，RF)模块，其用于通过无线方式与互联网进行通讯。

本领域普通技术人员可以理解，图5所示的结构仅为示意，其并不对上述电子装置的结构造成限定。例如，服务器500还可包括比图5中所示更多或者更少的组件，或者具有与图5所示不同的配置。

本申请的实施例还提供了一种存储介质，所述存储介质可设置于服务器之中以保存用于实现方法实施例中一种低轨卫星时频同步方法相关的至少一条指令、至少一段程序、代码集或指令集，该至少一条指令、该至少一段程序、该代码集或指令集由该处理器加载并执行以实现上述低轨卫星时频同步方法。

可选地，在本实施例中，上述存储介质可以位于计算机网络的多个网络服务器中的至少一个网络服务器。可选地，在本实施例中，上述存储介质可以包括但不限于：U盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、移动硬盘、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

由上述本申请提供的一种低轨卫星时频同步方法、系统、电子设备或存储介质的实施例可见，本申请中基于低轨卫星频率源的基准频率信号，获取导航卫星的观测数据；观测数据包括伪距观测值和载波相位观测值；然后，基于伪距观测值和载波相位观测值和地面上注的精密信息进行精密单点定位，得到低轨卫星的位置信息；精密信息包括导航卫星的精密轨道信息和精密钟差信息；然后，基于低轨卫星的位置信息确定基准时间，生成基准时间脉冲信号；基于基准时间脉冲信号，对地轨卫星的星上时间和频率源的基准频率信号进行调控，得到调控后的基准频率信号和星上时间；如此，频率源输出更准确的基准频率信号，可以辅助观测数据的捕获与质量控制，形成闭环；同时基于精密轨道信息和精密钟差信息进行精密单点定位，可以进一步提高低轨卫星时频同步精度。

需要说明的是：上述本申请实施例先后顺序仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。且上述对本说明书特定实施例进行了描述。其它实施例在所附权利要求书的范围内。在一些情况下，在权利要求书中记载的动作或步骤可以按照不同于实施例中的顺序来执行并且仍然可以实现期望的结果。另外，在附图中描绘的过程不一定要求示出的特定顺序或者连续顺序才能实现期望的结果。在某些实施方式中，多任务处理和并行处理也是可以的或者可能是有利的。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于设备实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分步骤可以通过硬件来完成，也可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。

以上所述仅为本申请的较佳实施例，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种低轨卫星时频同步方法，其特征在于，包括：

基于低轨卫星频率源的基准频率信号，获取导航卫星的观测数据；所述观测数据包括伪距观测值和载波相位观测值；

基于所述伪距观测值和所述载波相位观测值和地面上注的精密信息进行精密单点定位，得到所述低轨卫星的位置信息；所述精密信息包括所述导航卫星的精密轨道信息和精密钟差信息；

基于所述低轨卫星的位置信息确定基准时间，生成基准时间脉冲信号；

基于所述基准时间脉冲信号，对所述低轨卫星的星上时间和所述频率源的基准频率信号进行调控，得到调控后的基准频率信号和星上时间。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述导航卫星的观测数据包括多星冗余量信息；

所述基于低轨卫星频率源的基准频率信号，获取导航卫星的观测数据之后，所述基于所述伪距观测值和所述载波相位观测值和地面上注的精密信息进行精密单点定位之前，所述方法还包括：

基于所述多星冗余量信息建立状态矩阵，对所述导航卫星的完好性进行监测。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述对所述导航卫星的完好性进行监测之后，所述方法还包括：

获取完好性监测结果；

根据所述完好性监测结果，从所述伪距观测值和所述载波相位观测值中确定出误差数据；

将所述误差数据删除，得到删除后的伪距观测值的和载波相位观测值。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述得到调控后的基准频率信号和星上时间之后，所述方法还包括：

将所述基准频率信号与所述基准时间脉冲信号进行匹配，向输出模块发送匹配后的基准频率信号和基准时间脉冲信号；

或；向所述输出模块发送所述星上时间。

5.一种低轨卫星时频同步系统，其特征在于，包括频率源模块、基准时间确定模块和调控模块；

所述频率源模块，用于分别向所述基准时间确定模块和所述调控模块发送基准频率信号；

所述基准时间确定模块，用于基于所述基准频率信号，获取导航卫星的观测数据，所述观测数据包括伪距观测值和载波相位观测值；基于所述伪距观测值和所述载波相位观测值和地面上注的精密信息进行精密单点定位，得到所述低轨卫星的位置信息，基于所述低轨卫星的位置信息确定基准时间，生成基准时间脉冲信号，向所述调控模块发送所述基准时间脉冲信号；所述精密信息包括所述导航卫星的精密轨道信息和精密钟差信息；

所述调控模块，用于基于所述基准时间脉冲信号，对所述低轨卫星的星上时间和所述频率源模块输出的基准频率信号进行调控，得到调控后的基准频率信号和星上时间。

6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述基准时间确定模块包括完好性监测单元；所述导航卫星的观测数据包括多星冗余量信息；

所述完好性监测单元，用于基于所述多星冗余量信息建立状态矩阵，对所述导航卫星的完好性进行监测。

7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，

所述完好性监测单元，还用于获取完好性监测结果；根据所述完好性监测结果，从所述伪距观测值和所述载波相位观测值中确定出误差数据；将所述误差数据删除，得到删除后的伪距观测值的和载波相位观测值。

8.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，还包括输出模块；

所述频率源模块，还用于将所述基准频率信号与所述基准时间脉冲信号进行匹配，向所述输出模块发送匹配后的基准频率信号和基准时间脉冲信号；

或；所述频率源模块，还用于向所述输出模块发送所述星上时间。

9.一种电子设备，其特征在于，所述设备包括处理器和存储器，所述存储器中存储有至少一条指令或至少一段程序，所述至少一条指令或所述至少一段程序由所述处理器加载并执行如权利要求1-4任一项所述的低轨卫星时频同步方法。

10.一种计算机存储介质，其特征在于，所述存储介质中存储有至少一条指令或至少一段程序，所述至少一条指令或至少一段程序由处理器加载并执行以实现如权利要求1-4任一项所述的低轨卫星时频同步方法。

Images