CN113489561B - 深空探测变码率下时间维护与处理方法、系统 - Google Patents

深空探测变码率下时间维护与处理方法、系统 Download PDF

Info

Publication number
CN113489561B
CN113489561B CN202110604938.4A CN202110604938A CN113489561B CN 113489561 B CN113489561 B CN 113489561B CN 202110604938 A CN202110604938 A CN 202110604938A CN 113489561 B CN113489561 B CN 113489561B
Authority
CN
China
Prior art keywords
time
data multiplexing
multiplexing module
real
deep space
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202110604938.4A
Other languages
English (en)
Other versions
CN113489561A (zh
Inventor
朱新波
张旭光
张海
何振宁
印兴峰
邹亿
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shanghai Institute of Satellite Engineering
Original Assignee
Shanghai Institute of Satellite Engineering
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shanghai Institute of Satellite Engineering filed Critical Shanghai Institute of Satellite Engineering
Priority to CN202110604938.4A priority Critical patent/CN113489561B/zh
Publication of CN113489561A publication Critical patent/CN113489561A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN113489561B publication Critical patent/CN113489561B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04J—MULTIPLEX COMMUNICATION
    • H04J3/00—Time-division multiplex systems
    • H04J3/02—Details
    • H04J3/06—Synchronising arrangements
    • H04J3/0635—Clock or time synchronisation in a network
    • H04J3/0638—Clock or time synchronisation among nodes; Internode synchronisation
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B7/00—Radio transmission systems, i.e. using radiation field
    • H04B7/14—Relay systems
    • H04B7/15—Active relay systems
    • H04B7/185—Space-based or airborne stations; Stations for satellite systems
    • H04B7/18502—Airborne stations
    • H04B7/18506—Communications with or from aircraft, i.e. aeronautical mobile service
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04J—MULTIPLEX COMMUNICATION
    • H04J3/00—Time-division multiplex systems
    • H04J3/02—Details
    • H04J3/06—Synchronising arrangements
    • H04J3/0635—Clock or time synchronisation in a network
    • H04J3/0682—Clock or time synchronisation in a network by delay compensation, e.g. by compensation of propagation delay or variations thereof, by ranging
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02D—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES [ICT], I.E. INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES AIMING AT THE REDUCTION OF THEIR OWN ENERGY USE
    • Y02D30/00—Reducing energy consumption in communication networks
    • Y02D30/70—Reducing energy consumption in communication networks in wireless communication networks

Abstract

本发明提供了一种深空探测变码率下时间维护与处理方法、系统，处理器模块周期性将本地时间和校时脉冲作为授时信息提供给数据复接模块，数据复接模块接收到授时信息后，将通过校时脉冲锁存的时间差值与所述本地时间累加后作为数据复接模块的最新本地时间；数据复接模块通过可变速率向应答机传输实时遥测帧时，在传输遥测帧帧头第1bit的时钟下降沿的时刻，将数据复接模块的最新本地时间插入下一帧等待传输的实时遥测帧的固定位置中。本发明解决了深空变码率传输模式下器上遥测时间的准确性，可通过器地链路的校时实现了器上时间的精准维护。

Description

深空探测变码率下时间维护与处理方法、系统
技术领域
本发明涉及测控数传一体化综合电子领域，具体地，涉及一种深空探测变码率下时间维护与处理方法、系统。
背景技术
目前航天器上普遍采用固定码率传输器上遥测信息，并在测控模式下实现器上时间的校准与标定，大多使用应用软件实现器上时间的维护，该设计在下行码速率固定的模式下可以满足要求，但是在深空变码率传输的模式下，原有设计模式势必会导致应用软件对器上时间维护的复杂度，需要设计一种依靠硬件实现器上时间维护的方法，同时考虑到在深空测控数传一体化设计背景，采用长短帧由于地面采用整帧传输机制，在变码率的传输情况下，容易引入帧传输误差，导致器上时间有一定的模糊度，无法精确实现器上时间的维护，基于变码率通信模式下的授时和校时方法实现具有较好的适用性和推广性。
专利文献CN107329394A“高精度星地时差测量方法”主要描述了一种地面综合测试设备测量器上时间的方法，未涉及器上遥测时间的产生机理。
专利文献CN104181807A“一种星载时间系统的星地激光时差测量装置”主要描述了卫星导航技术领域的星地激光测量装置，同样未涉及器上遥测时间的产生机理。
专利文献CN103412785A“一种多速率遥测时间同步方法”实现了三种外设的时间同步,解决了多外设中断源同步的问题，未涉及器上遥测时间的产生机理。
发明内容
针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种深空探测变码率下时间维护与处理方法、系统。
根据本发明提供的一种深空探测变码率下时间维护与处理系统，包括：处理器模块和数据复接模块；
所述处理器模块周期性将本地时间和校时脉冲作为授时信息提供给数据复接模块，所述数据复接模块接收到授时信息后，将通过校时脉冲锁存的时间差值与所述本地时间累加后作为数据复接模块的最新本地时间；
数据复接模块通过可变速率向应答机传输实时遥测帧时，在传输遥测帧帧头第1bit的时钟下降沿的时刻，将数据复接模块的最新本地时间插入下一帧等待传输的实时遥测帧的固定位置中。
优选地，所述授时信息通过RS422传输给所述数据复接模块。
优选地，所述数据复接模块自身维护一个时差寄存器，在收到所述校时脉冲的上升沿后，所述时差寄存器开始计时，在解析到授时指令后停止计时。
优选地，所述将所述本地时间与所述时差寄存器的值累加作为所述最新本地时间，并将所述时差寄存器清零。
优选地，所述时差寄存器包括单位0.1ms精度的48位时差寄存器。
根据本发明提供的一种深空探测变码率下时间维护与处理方法，包括：
通过处理器模块周期性将本地时间和校时脉冲作为授时信息提供给数据复接模块，所述数据复接模块接收到授时信息后，将通过校时脉冲锁存的时间差值与所述本地时间累加后作为数据复接模块的最新本地时间；
数据复接模块通过可变速率向应答机传输实时遥测帧时，在传输遥测帧帧头第1bit的时钟下降沿的时刻，将数据复接模块的最新本地时间插入下一帧等待传输的实时遥测帧的固定位置中。
优选地，所述方法包括步骤：
步骤S1：处理器模块周期性将本地时间和校时脉冲作为授时信息传输给数据复接模块；
步骤S2：数据复接模块在收到校时脉冲的上升沿后时差寄存器开始计时；
步骤S3：数据复接模块在解析到授时指令后时差寄存器停止计时，数据复接模块将获取的本地时间和时差寄存器的值的和作为最新本地时间；
步骤S4：数据复接模块在传输实时遥测帧的时刻，自动完成下一实时遥测帧器上时间的维护；
步骤S5：数据复接模块在可变码率模式下，使用可变码率的同源时钟实时检测有无遥测帧请求信号，按照步骤S4实现可变码率模式下的实时遥测帧器上时间的维护。
优选地，所述步骤S3还包括：数据复接模块完成最新本地时间的维护后，将时差寄存器的值清零。
优选地，所述授时信息通过RS422传输给所述数据复接模块。
优选地，所述时差寄存器包括单位0.1ms精度的48位时差寄存器。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
在设计上保证了深空变码率下传输模式下实时遥测帧的时间信息的准确性。本发明解决了深空变码率传输模式下器上遥测时间的准确性，可通过器地链路的校时实现了器上时间的精准维护。
利用周期性授时技术实现了处理器模块和数据复接模块的时间交互问题。
数据复接模块的自守时设计，解决了处理器时间与数据复接时间不同步问题。
数据复接模块自主维护器上实时帧器上时间设计，解决了变码率传输过程中的时间模糊度问题，提高了变码率模式下测量器上时间的准确度。
数据复接模块在可变码率传输整帧数据内容的过程中，使用可变码率的同源时钟实时检测有无遥测帧请求信号，实现了可变码率模式下的实时遥测帧器上时间的维护。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1为数据复接维护器上时间的时序图；
图2为测控数传一体化两线制同步时序图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本发明的保护范围。
根据本发明提供的一种深空探测变码率下时间维护与处理系统，由处理器模块和数据复接模块组成最小系统，处理器模块周期性将本地时间和校时脉冲通过RS422授时数据复接模块，数据复接模块接收到授时信息后，将校时脉冲锁存的时间差值与授时信息累加后作为数据复接模块的本地时间进行维护，数据复接模块通过可变速率向应答机传输实时遥测帧时，在传输遥测帧帧头第1bit的时钟下降沿的时刻，将本地时间维护插入下一帧等待传输的实时遥测帧的固定位置中，在设计上保证了深空变码率下传输模式下实时遥测帧的时间信息的准确性。本发明解决了深空变码率传输模式下器上时间的准确性问题。
深空探测变码率下时间维护与处理方法包括：
(1)处理器模块周期性将本地时间和校时脉冲通过RS422授时给数据复接模块。
(2)数据复接模块自身维护一个单位0.1ms精度的48位时差寄存器，在收到校时脉冲的上升沿后时差寄存器开始计时。
(3)数据复接模块解析到授时指令后时差寄存器停止计时，数据复接模块将获取的授时时间和时差寄存器的和作为本地最新时间维护。
(4)数据复接模块完成本地最新时间维护后，将时差寄存器的值清零，等待下次授时使用。
(5)数据复接模块在传输整帧数据内容的过程中，若发现有实时遥测帧请求传输，则在下一帧数据开始传输的第1bit自动完成该实时遥测帧器上时间的维护。
(6)数据复接模块在可变码率传输整帧数据内容的过程中，使用可变码率的同源时钟实时检测遥测帧请求信号，按照第(5)步实现可变码率模式下的实时遥测帧器上时间的维护。
步骤(1)中处理器模块的周期性授时和校时脉冲设计技术，实现了处理器模块和数据复接模块的时间交互问题，修正了授时链路的时钟误差。步骤(2)、(3)和(4)中数据复接模块的自守时设计，解决了处理器时间与数据复接时间不同步问题。步骤(5)数据复接模块自主维护实时遥测帧的器上时间维护，实现了实时遥测帧时间的维护。步骤(6)数据复接模块自主维护实时遥测帧的器上时间维护，实现了可变码率下实时遥测帧时间的维护。该方法解决了深空变码率模式下实时遥测帧传输模式下，器上遥测时间生成与遥测下行模式的不同步问题，提高了变码率传输模式下器上遥测时间的准确度。
如图1所示，在遥测帧1下行帧头1ACFFC1D的首字节的第1bit时，数据复接模块自主将本地时间作为器上时间下行。
如图2所示，在数据复接在变码率模式下向应答机输出码流的过程中，在发出遥测实时帧的帧头1ACFFC1D的首字节的第1bit时，产生帧同步信号，作为器地时延测量的基准信号。
测试具体过程如下：
(1)处理器模块周期性(5s)将本地时间和校时脉冲通过RS422传输给数据复接模块。
(2)数据复接模块自身维护一个单位0.1ms精度的48位时差寄存器，在收到校时脉冲的上升沿后时差寄存器开始计时。
(3)数据复接模块解析到授时指令后时差寄存器停止计时，数据复接模块将获取的授时时间和时差寄存器的和作为本地最新时间维护。
(4)数据复接模块完成本地最新时间维护后，将时差寄存器的值清零，等待下次授时使用。
(5)数据复接模块在以16384bps传输实时遥测帧的时刻，自动完成下一实时遥测帧器上时间的维护。
(6)数据复接模块在32bps码率模式下，使用32bps的同源时钟实时监测实时遥测帧的请求，并使用32bps模式下的时钟自主维护实时遥测帧的器上时间，实现了32bps码率下实时遥测帧时间的维护。
上述步骤简述了采用本设计方法的具体使用过程，可以实现变码率传输模式下时间维护与处理。
本领域技术人员知道，除了以纯计算机可读程序代码方式实现本发明提供的系统及其各个装置、模块、单元以外，完全可以通过将方法步骤进行逻辑编程来使得本发明提供的系统及其各个装置、模块、单元以逻辑门、开关、专用集成电路、可编程逻辑控制器以及嵌入式微控制器等的形式来实现相同功能。所以，本发明提供的系统及其各项装置、模块、单元可以被认为是一种硬件部件，而对其内包括的用于实现各种功能的装置、模块、单元也可以视为硬件部件内的结构；也可以将用于实现各种功能的装置、模块、单元视为既可以是实现方法的软件模块又可以是硬件部件内的结构。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。

Claims (10)

1.一种深空探测变码率下时间维护与处理系统，其特征在于，包括：处理器模块和数据复接模块；
所述处理器模块周期性将本地时间和校时脉冲作为授时信息提供给数据复接模块，所述数据复接模块接收到授时信息后，将通过校时脉冲锁存的时间差值与所述本地时间累加后作为数据复接模块的最新本地时间；
数据复接模块通过可变速率向应答机传输实时遥测帧时，在遥测帧下行帧头ACFFC1D的首字节的第1bit时刻，将数据复接模块的最新本地时间插入下一帧等待传输的实时遥测帧的固定位置中。
2.根据权利要求1所述的深空探测变码率下时间维护与处理系统，其特征在于，所述授时信息通过RS422传输给所述数据复接模块。
3.根据权利要求1所述的深空探测变码率下时间维护与处理系统，其特征在于，所述数据复接模块自身维护一个时差寄存器，在收到所述校时脉冲的上升沿后，所述时差寄存器开始计时，在解析到授时指令后停止计时。
4.根据权利要求3所述的深空探测变码率下时间维护与处理系统，其特征在于，所述将所述本地时间与所述时差寄存器的值累加作为所述最新本地时间，并将所述时差寄存器清零。
5.根据权利要求1所述的深空探测变码率下时间维护与处理系统，其特征在于，所述时差寄存器包括单位0.1ms精度的48位时差寄存器。
6.一种深空探测变码率下时间维护与处理方法，其特征在于，包括：
通过处理器模块周期性将本地时间和校时脉冲作为授时信息提供给数据复接模块，所述数据复接模块接收到授时信息后，将通过校时脉冲锁存的时间差值与所述本地时间累加后作为数据复接模块的最新本地时间；
数据复接模块通过可变速率向应答机传输实时遥测帧时，在遥测帧下行帧头ACFFC1D的首字节的第1bit时刻的时刻，将数据复接模块的最新本地时间插入下一帧等待传输的实时遥测帧的固定位置中。
7.根据权利要求6所述的深空探测变码率下时间维护与处理方法，其特征在于，所述方法包括步骤：
步骤S1：处理器模块周期性将本地时间和校时脉冲作为授时信息传输给数据复接模块；
步骤S2：数据复接模块在收到校时脉冲的上升沿后时差寄存器开始计时；
步骤S3：数据复接模块在解析到授时指令后时差寄存器停止计时，数据复接模块将获取的本地时间和时差寄存器的值的和作为最新本地时间；
步骤S4：数据复接模块在传输实时遥测帧的时刻，自动完成下一实时遥测帧器上时间的维护；
步骤S5：数据复接模块在可变码率模式下，使用可变码率的同源时钟实时检测有无遥测帧请求信号，按照步骤S4实现可变码率模式下的实时遥测帧器上时间的维护。
8.根据权利要求7所述的深空探测变码率下时间维护与处理方法，其特征在于，所述步骤S3还包括：数据复接模块完成最新本地时间的维护后，将时差寄存器的值清零。
9.根据权利要求7所述的深空探测变码率下时间维护与处理方法，其特征在于，所述授时信息通过RS422传输给所述数据复接模块。
10.根据权利要求7所述的深空探测变码率下时间维护与处理方法，其特征在于，所述时差寄存器包括单位0.1ms精度的48位时差寄存器。
CN202110604938.4A 2021-05-31 2021-05-31 深空探测变码率下时间维护与处理方法、系统 Active CN113489561B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110604938.4A CN113489561B (zh) 2021-05-31 2021-05-31 深空探测变码率下时间维护与处理方法、系统

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110604938.4A CN113489561B (zh) 2021-05-31 2021-05-31 深空探测变码率下时间维护与处理方法、系统

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN113489561A CN113489561A (zh) 2021-10-08
CN113489561B true CN113489561B (zh) 2022-08-12

Family

ID=77933706

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202110604938.4A Active CN113489561B (zh) 2021-05-31 2021-05-31 深空探测变码率下时间维护与处理方法、系统

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN113489561B (zh)

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4404675A (en) * 1981-04-27 1983-09-13 Gte Automatic Electric Incorporated Frame detection and synchronization system for high speed digital transmission systems
US6078632A (en) * 1998-04-15 2000-06-20 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force Minimalized decommunication of serialized telemetry data
CN102624492A (zh) * 2012-04-19 2012-08-01 哈尔滨工业大学深圳研究生院 一种应用于高频段的自适应纠删编码技术
CN102638102A (zh) * 2012-04-02 2012-08-15 安徽立卓智能电网科技有限公司 一种基于北斗卫星传输的电力系统关键信息采集系统及通信方法
CN103368638A (zh) * 2012-03-29 2013-10-23 中国科学院空间科学与应用研究中心 一种用于深空探测器的测控通信系统及方法
CN105116714A (zh) * 2015-07-27 2015-12-02 上海卫星工程研究所 卫星遥测遥感数据时标精度的测量系统及方法
CN109067451A (zh) * 2018-06-19 2018-12-21 上海卫星工程研究所 一种提高数据传输实时性的多功能测控与数据分发终端
CN111953398A (zh) * 2020-07-07 2020-11-17 上海利正卫星应用技术有限公司 面向微纳卫星的测控数传一体化系统

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104079340B (zh) * 2014-06-26 2017-07-28 西安空间无线电技术研究所 一种基于测控数传一体化应答机统一时钟域实现方法
CN107065688B (zh) * 2017-05-26 2019-04-02 上海航天控制技术研究所 一种高品质卫星平台时间同步误差的控制方法

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4404675A (en) * 1981-04-27 1983-09-13 Gte Automatic Electric Incorporated Frame detection and synchronization system for high speed digital transmission systems
US6078632A (en) * 1998-04-15 2000-06-20 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force Minimalized decommunication of serialized telemetry data
CN103368638A (zh) * 2012-03-29 2013-10-23 中国科学院空间科学与应用研究中心 一种用于深空探测器的测控通信系统及方法
CN102638102A (zh) * 2012-04-02 2012-08-15 安徽立卓智能电网科技有限公司 一种基于北斗卫星传输的电力系统关键信息采集系统及通信方法
CN102624492A (zh) * 2012-04-19 2012-08-01 哈尔滨工业大学深圳研究生院 一种应用于高频段的自适应纠删编码技术
CN105116714A (zh) * 2015-07-27 2015-12-02 上海卫星工程研究所 卫星遥测遥感数据时标精度的测量系统及方法
CN109067451A (zh) * 2018-06-19 2018-12-21 上海卫星工程研究所 一种提高数据传输实时性的多功能测控与数据分发终端
CN111953398A (zh) * 2020-07-07 2020-11-17 上海利正卫星应用技术有限公司 面向微纳卫星的测控数传一体化系统

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
朱新波等."萤火一号火星探测器综合测试软件技术".《上海航天》.2013, *

Also Published As

Publication number Publication date
CN113489561A (zh) 2021-10-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110329273A (zh) 一种用于无人驾驶获取数据同步的方法及装置
CN108023658B (zh) 高精度时钟同步授时方法与装置
US8065052B2 (en) Method and arrangement for correlating time bases between interconnected units
KR101179135B1 (ko) 위성 항법 시각 생성 장치 및 방법
CN103616710A (zh) 基于fpga的多传感器组合导航时间同步系统
EP3681129A1 (en) Fpga based data acquisition card, data acquisition system and data acquisition method
CN109506656A (zh) 一种高精度在轨姿态信息下传还原方法
CN113489561B (zh) 深空探测变码率下时间维护与处理方法、系统
CN100438449C (zh) 网络时延测量方法及系统
CN109525352B (zh) 一种地下管网设备时间同步方法
CN108847921A (zh) 分布式振动连续监测系统
CN104724145A (zh) 一种列车测速测距系统
US20220107401A1 (en) Distributed Clock System for the Synchronization of Instrumentation
CN114697771B (zh) 一种多传感器异构数据同步采集匹配系统
FR2819598A1 (fr) Dispositif de synchronisation tolerant aux pannes pour reseau informatique temps reel
JP3897413B2 (ja) 通信チャネルで接続された２つのステーション間の距離測定装置及び方法
US7375561B2 (en) Timing adjustment circuit and method thereof
CN111045316B (zh) 一种动态双向时间比对装置
EP0382390A3 (en) Method and means for error checking of dram-control signals between system modules
RU87542U1 (ru) Контрольный радиолокационный ответчик
US10698857B2 (en) Systems, methods, and apparatus to synchronize data bus access
CN113406612A (zh) 一种用于半双工系统的双向实时高精度测距方法
EP4296619A1 (en) Clock synchronisation
CN118011769A (zh) 星载激光雷达高精度守时方法及系统
EP2398173A1 (en) Remote I/O system and synchronization method in the same

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant