一种基于低轨通信卫星的安全定位授时信号生成系统.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN110737010A(43)申请公布日2020.01.31(21)申请号201910888162.6(22)申请日2019.09.19(71)申请人西安空间无线电技术研究所地址710100陕西省西安市西街150号(72)发明人王瑛严涛蒙艳松边朗雷文英王国永(74)专利代理机构中国航天科技专利中心11009代理人李晶尧(51)Int.Cl.G01S19/48(2010.01)G04R20/02(2013.01)权利要求书2页说明书4页附图1页(54)发明名称一种基于低轨通信卫星的安全定位授时信号生成系统(57)摘要本发明涉及一种基于低轨通信卫星的安全定位授时信号生成系统，属于信号生成技术领域；包括导航工作模块、通信工作模块、融合模块和通道单元；其中，融合模块包括导航帧生成模块、钟差测量模块、通信帧生成模块和合成模块；通过提供一个导航帧，可以容易插入到通信帧中；同时波形中包含一段不调制内容的连续波和一段调制固定PRN码的时间段；不调制内容的连续波利于快速捕获缩小频率和时间搜索范围；PRN段，用于精细搜索和转入跟踪；本发明提出一种安全定位授时信号生成方法，以此解决在既有通信载荷上加入导航测距信号的问题，在不影响通信的前提下，保留了严格的时间特性，最大限度保留了导航测量能力。CN110737010ACN110737010A权利要求书1/2页1.一种基于低轨通信卫星的安全定位授时信号生成系统，其特征在于：包括导航工作模块、通信工作模块、融合模块和通道单元；其中，融合模块包括导航帧生成模块、钟差测量模块、通信帧生成模块和合成模块；通信工作模块：在本地钟基础上产生融合工作时钟和射频本振信号；在融合工作时钟下，接收外部上行或星间传来的注入数据；对注入数据进行解码和判断处理，如果是下行导航相关数据，则发送至导航工作模块；如果是下行通信相关数据，则将下行通信相关数据解析得到通信数据和通信1PPS；将通信数据和通信1PPS发送通信帧生成模块；将射频本振信号发送给通道单元；将融合工作时钟分别发送给导航帧生成模块、通信帧生成模块、钟差测量模块和合成模块；导航工作模块：在本地钟基础上生成10.23MHz的导航时钟信号；接收通信工作模块传来的导航相关数据，对导航相关数据依次进行编码和电文编排处理，生成下行导航数据和下行导航数据对应的导航1PPS；将10.23MHz的导航时钟信号和导航1PPS发送至钟差测量模块；将下行导航数据和导航1PPS发送至导航帧生成模块；导航帧生成模块：接收通信工作模块送来的融合工作时钟，并在融合工作时钟下接收导航工作模块送来的下行导航数据和导航1PPS；接收钟差测量模块传来的钟差；在导航1PPS的触发沿生成1PPS秒计数、校验数和空置的预留位；将1PPS秒计数、校验数、空置的预留位、钟差和下行导航数据组合得到导航帧；并将导航帧发送至合成模块；钟差测量模块：接收通信工作模块送来的融合工作时钟；接收导航工作模块传来的导航1PPS和10.23MHz的导航时钟信号；以导航1PPS为测量时标，测量融合工作时钟与10.23MHz的钟差，将钟差发送至导航帧生成模块；通信帧生成模块：接收通信工作模块传来的融合工作时钟，在融合工作时钟下接收通信工作模块传来的通信数据和通信1PPS，在通信1PPS基础上生成通信帧；将通信帧发送给合成模块；合成模块：接收通信工作模块传来的融合工作时钟；在融合工作时钟下接收通信帧生成模块传来的通信帧，接收导航帧生成模块传来的导航帧；延迟导航帧直到通信帧之后有时间空隙，插入导航帧，记录延迟时钟周期数，填入导航帧中空置的预留位，组成融合基带信号；将融合基带信号调制中频上，依次进行上变频、滤波和放大处理，生成处理后的融合基带信号；将处理后的融合基带信号发送至通道单元；通道单元：接收通信工作模块传来的射频本振信号；接收合成模块传来的融合中频信号，通过射频本振信号对融合中频信号依次进行上变频、滤波和放大处理，生成融合射频信号；并将融合射频信号发送至外部天线。2.根据权利要求1所述的一种基于低轨通信卫星的安全定位授时信号生成系统，其特征在于：所述注入数据包括导航相关数据和通信相关数据；其中，导航相关数据为低轨卫星基本电文信息，包括了低轨卫星轨道信息及时间信息。3.根据权利要求2所述的一种基于低轨通信卫星的安全定位授时信号生成系统，其特征在于：所述下行通信数据与对应的通信1PPS时间误差不超过1us。4.根据权利要求1所述的一种基于低轨通信卫星的安全定位授时信号生成系统，其特征在于：所述的导航帧与通信帧没有固定时间关系，只要通信帧之间有不播发的时间空隙，导航帧就占用并播发；导航帧播发时通信帧可随时抢占信道使用资源。2CN110737010A权利要求书2/2页5