一种低轨卫星的时间同步方法、装置及介质与流程

电子通信装置的制造及其应用技术1.本发明涉及卫星通信领域，特别是涉及一种低轨卫星的时间同步方法、装置及介质。背景技术：2.全网时间同步技术是低轨通信卫星星座的核心技术之一，尤其是对于采用时分多址接入(time division multiple access，tdma)组网体制或时分双工通信模式的卫星网络，全网精确定时是建立通信的必须条件。3.常规卫星网络时间同步多采用全球定位系统(global positioning system，gps)或者北斗进行授时同步，严重依赖于外部导航系统。然而在特殊时期可能存在gps或北斗无法使用的情况下，工程实现时采用商用gps接收机进行授时，但是商用gps接收机在轨环境存在短时不定位的情况，在上述两种情况都无法定位授时的情况下，其卫星通信中断，无法实现时间同步，导致低轨卫星通信系统的可靠性降低。4.因此，寻求一种低轨卫星的时间同步方法是本领域技术人员亟需要解决的。技术实现要素：5.本发明的目的是提供一种低轨卫星的时间同步方法、装置及介质，自主保持时间同步，提高低轨卫星通信系统的可靠性。6.为解决上述技术问题，本发明提供一种低轨卫星的时间同步方法，包括：7.获取星座网络的时间基准点和未时间同步的当前卫星节点，并对当前卫星节点进行初始化输出对应的节点时间质量，其中时间基准点为境内地球站；8.根据节点时间质量对当前卫星节点进行第一同步校准，并通过改进rtt同步法对校准后的当前卫星节点进行第二同步校准，其中第一同步校准的等级小于第二同步校准的等级；9.将第二同步校准后的当前卫星节点作为新的时间基准点，对下一个当前卫星节点进行校准，并返回至根据节点时间质量对当前卫星节点进行第一同步校准的步骤，直至星座网络的各卫星节点完成时间同步；10.根据各卫星节点对应的节点时间质量与预设条件的关系执行对应的时间同步保持策略以实现低轨卫星的时间同步。11.优选地，对当前卫星节点进行初始化输出对应的节点时间质量，包括：12.获取当前卫星节点的时间同步参数；13.根据时间同步参数建立时间监视模型，并输出当前卫星节点对应的本地系统时间；14.根据本地系统时间与时间基准点确定当前卫星节点的节点时间质量。15.优选地，根据节点时间质量对当前卫星节点进行第一同步校准，包括：16.当当前卫星节点入境时，控制当前卫星节点向时间基准点发送时间广播请求信息以便时间基准点将应答广播信息发送至当前卫星节点；17.根据应答广播信息对当前卫星节点进行本地系统时间校正以完成第一同步校准。18.优选地，通过改进rtt同步法对校准后的当前卫星节点进行第二同步校准，包括：19.获取当前卫星节点的rtt询问报文信息；20.将当前卫星节点作为询问方，将时间基准点作为应答方；21.控制询问方将rtt询问报文信息发送至应答方的时间作为第一时间戳；22.控制应答方记录接收rtt询问报文信息的时间作为第二时间戳，并根据rtt询问报文信息生成对应的rtt应答报文信息，记录rtt应答报文信息的发送时间作为第三时间戳，将rtt应答报文信息于第三时间戳发送至询问方，其中rtt应答报文信息包括第二时间戳、第三时间戳和应答方的星历信息；23.控制询问方记录接收rtt应答报文信息的时间作为第四时间戳；24.获取询问方的星历信息；25.根据询问方的星历信息和应答方的星历信息确定询问方和应答方的实际时延差值；26.将第二时间戳与第一时间戳进行作差处理得到第一时延差值；27.将第三时间戳与第四时间戳进行作差处理得到第二时延差值；28.将第一时延差值与第二时延差值进行作差处理得到第三时延差值；29.根据第三时延差值与实际时延差值进行作差处理得到询问方与应答方的双向时延时间；30.对双向时延时间平均处理得到单向时延时间，并将单向时延时间作为询问方的偏移量以确定完成第二同步校准。31.优选地，预设条件包括第一预设条件、第二预设条件和第三预设条件，根据各卫星节点对应的节点时间质量与预设条件的关系执行对应的时间同步保持策略，包括：32.获取当前卫星节点的当前节点时间质量值和时间偏离基准值、第二同步门限值和第一同步门限值，其中第二同步门限值高于第一同步门限值；33.根据各卫星节点对应的节点时间质量建立时间质量值报表；34.在时间质量值报表内获取当前卫星节点的相邻卫星节点的时间质量值，其中相邻卫星节点位于当前卫星节点的同轨间链路与异轨间链路的卫星节点；35.当相邻卫星节点的时间质量值满足第一预设条件时，则以相邻卫星节点作为时间基准点，对当前卫星节点发起精同步，进入至通过改进rtt同步法对校准后的当前卫星节点进行第二同步校准的步骤，其中第一预设条件为相邻卫星节点的时间质量值发生变化；36.当当前节点时间质量值满足第二预设条件时，则在时间质量值报表内选取相邻卫星节点内最高的时间质量值，并向最高的时间质量值对应的相邻卫星节点发起精同步，进入至通过改进rtt同步法对校准后的当前卫星节点进行第二同步校准的步骤，其中第二预设条件为当前节点时间质量值小于第二同步门限值；37.当当前节点时间质量值与时间偏离基准值满足第三预设条件时，则在时间质量值报表内选取相邻卫星节点内最高的时间质量值，并向最高的时间质量值对应的相邻卫星节点发起时间广播请求信息，进入至根据应答广播信息对当前卫星节点进行本地系统时间校正以完成第一同步校准的步骤，其中第三预设条件为当前节点时间质量值小于第一同步门限值且时间偏离基准值大于阈值。38.优选地，星座网络的建立过程包括以下步骤：39.在当前轨道面上配置多个卫星节点处于同轨星间链路；40.将多个卫星节点处的当前卫星节点配置相邻轨道面上的卫星节点，以处于异轨星间链路；41.根据同轨星间链路和异轨星间链路对当前卫星节点与相邻卫星节点固定连接；42.将境内地球站接入当前轨道面的任意一个卫星节点以便于多个卫星节点与境内地球站处于星座网络内完成建立过程。43.优选地，还包括：44.获取星座网络的时间同步的误差因素参数；45.根据误差因素参数确定误差类别和误差量级；46.结合误差类别、误差因素参数和误差量级进行误差分析处理确定对应的境内地球站的授时周期。47.为解决上述技术问题，本发明还提供一种低轨卫星的时间同步装置，包括：48.初始化模块，用于获取星座网络的时间基准点和未时间同步的当前卫星节点，并对当前卫星节点进行初始化输出对应的节点时间质量，其中时间基准点为境内地球站；49.第一校准模块，用于根据节点时间质量对当前卫星节点进行第一同步校准，并通过改进rtt同步法对校准后的当前卫星节点进行第二同步校准，其中第一同步校准的等级小于第二同步校准的等级；50.第二校准模块，用于将第二同步校准后的当前卫星节点作为新的时间基准点，对下一个当前卫星节点进行校准，并返回至根据节点时间质量对当前卫星节点进行第一同步校准的步骤，直至星座网络的各卫星节点完成时间同步；51.时间同步保持模块，用于根据各卫星节点对应的节点时间质量与预设条件的关系执行对应的时间同步保持策略以实现低轨卫星的时间同步。52.为解决上述技术问题，本发明还提供一种低轨卫星的时间同步装置，包括：53.存储器，用于存储计算机程序；54.处理器，用于执行计算机程序时实现如上述低轨卫星的时间同步方法的步骤。55.为解决上述技术问题，本发明还提供一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现如上述低轨卫星的时间同步方法的步骤。56.本发明提供的一种低轨卫星的时间同步方法，包括：获取星座网络的时间基准点和未时间同步的当前卫星节点，并对当前卫星节点进行初始化输出对应的节点时间质量，其中时间基准点为境内地球站；根据节点时间质量对当前卫星节点进行第一同步校准，并通过改进rtt同步法对校准后的当前卫星节点进行第二同步校准；将第二同步校准后的当前卫星节点作为新的时间基准点，对下一个当前卫星节点进行校准，并返回至根据节点时间质量对当前卫星节点进行第一同步校准的步骤，直至星座网络的各卫星节点完成时间同步；根据各卫星节点对应的节点时间质量与预设条件的关系执行对应的时间同步保持策略以实现低轨卫星的时间同步。该方法通过改进的rtt同步法对卫星节点进行第二同步校准，消除时延差值，实现星座网络的时间同步，同时增加时间同步保持策略，可实现在某颗卫星突发失同步导致的通信中断或特殊时期无法定位授时的情况下，自主保持时间同步，提高低轨卫星通信系统的可靠性。57.另外，本发明还提供了一种低轨卫星的时间同步装置及介质，具有如上述低轨卫星的时间同步方法相同的有益效果。附图说明58.为了更清楚地说明本发明实施例，下面将对实施例中所需要使用的附图做简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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。59.图1为本发明实施例提供的一种低轨卫星的时间同步方法的流程图；60.图2为本发明实施例提供的改进rtt同步法的工作原理图；61.图3为本发明实施例提供的一种星座网络的架构图；62.图4为本发明实施例提供的一种低轨卫星的时间同步装置的结构图；63.图5为本发明实施例提供的另一种低轨卫星的时间同步装置的结构图；64.图6为本发明实施例提供的另一种低轨卫星的时间同步方法的流程图。具体实施方式65.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下，所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护范围。66.本发明的核心是提供一种低轨卫星的时间同步方法、装置及介质，自主保持时间同步，提高低轨卫星通信系统的可靠性。67.为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。68.需要说明的是，本发明提供的低轨卫星的时间同步方法，可以适用于在gps或北斗无法使用的情况，或者商用gps接收机在轨环境存在短时不定位的情况等。由于国外著名的通信卫星星座系统的时间同步基本上都依赖全球布设的地面站系统来完成。比如具有星间链路的铱星(iridium)系统有11个全球分布的地面站；不具有星间链路的全球星(globalstar)系统需要300多个地面站。然而受国际形势限制地面站多设于境内，单颗低轨卫星境内重访时间最大可达十几个小时，显然这种地面站就接入控制为主的时统方法不适合，故该方法同样可以适用于上述情况。69.图1为本发明实施例提供的一种低轨卫星的时间同步方法的流程图，如图1所示，该方法包括：70.s11：获取星座网络的时间基准点和未时间同步的当前卫星节点，并对当前卫星节点进行初始化输出对应的节点时间质量，其中时间基准点为境内地球站；71.具体地，境内地球站作为整个星座网络的时间基准站，开机等待卫星入境。本实施例提到的卫星入境，主要针对卫星完成发射，但还未进行时间同步的卫星节点。各卫星节点开机后开始进行时间同步，故获取星座网络的时间基准点和未时间同步的当前卫星节点。72.同时需要对卫星节点进行初始化处理得到处理后的节点时间质量。初始化处理可以是简单的预处理过程，将卫星节点自带的原始节点时间质量以时间基准站为标准更新自己的原始节点时间质量。或者通过建立一种数学模型，将时间基准点与自己的原始节点时间质量输入至数据模型中以进行初始化处理输出对应的节点时间质量。本发明不做具体限定，可以根据实际情况进行设定。73.作为一种实施例，基于星座网络内的各卫星节点的运行是动态变化的过程，需要实时根据自己的节点时间质量调整，故建立数据模型不断完善和调整自己的节点时间质量。74.需要说明的是，时间质量是一个表征用户本地系统时间偏离基准时间程度的一个量，置于链路层帧头中，作为常发更新信息，时间质量值越高表示同步精度越高。时间基准点具有最高的时间质量值。失同步状态节点具有最差的时间质量值。75.s12：根据节点时间质量对当前卫星节点进行第一同步校准，并通过改进rtt同步法对校准后的当前卫星节点进行第二同步校准，其中第一同步校准的等级小于第二同步校准的等级；76.在得到当前卫星节点的节点时间质量后，根据节点时间质量对当前卫星节点进行第一同步校准。当前卫星节点入境时，这里的入境以地球站为准，例如，当前卫星节点入境中国的上空。地球站通过星地通信链路分发时间质量，入境卫星监测通信对端的时间质量为时间基准级，以时间基准站的系统时间校正当前卫星节点的本地系统时间。本实施例中的校正仅是通过时间基准站的系统时间来更新当前卫星节点的本地系统时间。此时完成第一同步教专，在更新后的本地系统时间仍然包括发射处理时延、电磁波传播时延、接收处理时延等导致的误差，故需要进行第二同步校准。77.可以理解的是，第一同步校准的等级小于第二同步校准的等级，第一同步校准为粗同步，第二同步校准为精同步，在进行第二同步校准的过程中，基于改进的往返时延(round trip time，rtt)同步法实现，当前卫星节点主动向地球站发起改进的rtt同步。78.对于rtt同步法，是基于到达时间(time of arrival，toa)进行测量的双向比对方法，其工作原理是利用参与时间同步双方toa的双向对传来抵消无线信号在路径传输中的误差，通过计算得出准确的双方时差，该算法的有效性建立在传输链路对称前提下。实际上，低轨星座星地、星间链路由于传输距离远、卫星运动速度快，传输链路不对称且不稳定，若采用传统的rtt算法，同轨星间链路测量误差最大可达微秒量级，异轨星间链路在两极附近卫星距离最近、径向速度达到最大时误差则可达到毫秒量级。但是不同于地面网络、卫星网络节点之间的同步，由于高动态变化的卫星的特点，其链路传输时延误差需要通过星历信息知道卫星节点的具体位置，故需要对rtt同步方法进行改进以纠正校准当前卫星节点的本地系统时间的偏移量。79.在改进的rtt同步中，需要获取实际的rtt询问延时、实际的rtt应答延时，以及准确的延时差值得到具体的延时时间以完成第二同步校准。另外，在工程实现时，对应rtt询问和应答的过程中传输的信息内容并不是询问方和应答方的所有信息传输内容，可以根据星间传输体制设计可优化，也就是说所有的信息并不是都需要通过链路传输获得。80.s13：判断星座网络的各卫星节点是否完成时间同步，若未完成，进入步骤s14，若完成，进入步骤s15；s14：将第二同步校准后的当前卫星节点作为新的时间基准点，对下一个当前卫星节点进行校准，并返回至步骤s12；81.在步骤s12过程中的地球站与当前卫星节点的时间校准以完成星地传输链路时间的初始同步，后续需要进行星间传输链路时间的初始同步。例如，5个卫星(a、b、c、d、e)和地球站位于星座网络内，在地球站与c卫星进行了时间校准同步后，其c卫星具有新的时间基准点，即c卫星的时间质量完成更新，则以c为基准，对其他卫星(a、b、d、e)进行星间时间同步。82.时间同步策略与步骤s12的星地传输链路校准相同，故返回步骤s12完成当前星座网络内的其他卫星校准。83.具体地，入境卫星与地球站完成星地时间的同步后，具有时间基准级时间质量，通过同轨、异轨星间链路进行时间质量分发，其邻居节点卫星监测到对端时间质量为时间基准级时，即发送时间广播请求，入境卫星应答时间广播报文，邻居卫星节点接收广播报文，使用其中系统时间修正本地系统时间实现第一同步校准，然后主动发起改进rtt同步法实现第二同步校准。依次类推，已完成时间第二同步校准的卫星再向其它未同步的邻居节点分发时间质量，直到完成全网时间同步。84.需要说明的是，由于存在多颗卫星同时入境的情况，境外卫星可能同时收到多个邻居节点的时间质量更新，应选择时间质量等级高、同步传导跳数少的邻居节点发起往返定时改进rtt同步。异轨星间链路在赤道和两极附近可能存在通信中断的情况，通信中断时异轨星间授时需要等待。s15：根据各卫星节点对应的节点时间质量与预设条件的关系执行对应的时间同步保持策略以实现低轨卫星的时间同步。85.在完成星座网络的时间同步后，各卫星节点实时监视星间、星地网络邻居节点时间质量，由于各卫星节点对应的节点时间质量值不同，其满足的预设条件与对应的时间同步保持策略不同，故根据节点时间质量与预设条件的关系，执行对应的时间同步保持策略，避免出现一点偏差不至于重新进行上述实施例的星地、星间的时间同步校准，提高校准的时间。针对不同的偏差执行不同的时间同步保持策略，例如，当节点时间质量值小于第一同步校准的门限值时，则需要进行初始化阶段重新开始，当节点时间质量值小于第二同步校准的门限值时，则需要退回至第一同步校准的步骤，重新进行第二同步校准等。86.本发明提供的一种低轨卫星的时间同步方法，包括：获取星座网络的时间基准点和未时间同步的当前卫星节点，并对当前卫星节点进行初始化输出对应的节点时间质量，其中时间基准点为境内地球站；根据节点时间质量对当前卫星节点进行第一同步校准，并通过改进rtt同步法对校准后的当前卫星节点进行第二同步校准；将第二同步校准后的当前卫星节点作为新的时间基准点，对下一个当前卫星节点进行校准，并返回至根据节点时间质量对当前卫星节点进行第一同步校准的步骤，直至星座网络的各卫星节点完成时间同步；根据各卫星节点对应的节点时间质量与预设条件的关系执行对应的时间同步保持策略以实现低轨卫星的时间同步。该方法通过改进的rtt同步法对卫星节点进行第二同步校准，消除时延差值，实现星座网络的时间同步，同时增加时间同步保持策略，可实现在某颗卫星突发失同步导致的通信中断或特殊时期无法定位授时的情况下，自主保持时间同步，提高低轨卫星通信系统的可靠性。87.在上述实施例的基础上，步骤s11中的对当前卫星节点进行初始化输出对应的节点时间质量，包括：88.获取当前卫星节点的时间同步参数；89.根据时间同步参数建立时间监视模型，并输出当前卫星节点对应的本地系统时间；90.根据本地系统时间与时间基准点确定当前卫星节点的节点时间质量。91.具体地，获取当前卫星节点的时间同步参数，其中时间同步参数至少包括时钟指标、同步跳数、同步保持时间、时间异常检测等要素参数，根据时间同步参数建立时间监视模型。需要说明的是，时间监视模型是当前卫星节点的本地系统建立的模型，是根据时间同步参数不断训练得到的时间监视模型，其目的是监视本地系统时间与时间基准点的偏移偏差，将时间同步参数输入至时间监视模型，实时输出当前卫星节点的本地系统时间。92.进一步，根据本地系统时间与时间基准点确定当前卫星节点的节点时间质量，并向网络广播，同时在轨作为监视的角色，侦听其他卫星节点、地球站节点的时间质量。93.另外，时间同步参数的同步跳数是系统时间传到跳数，系统时间站的卫星网络中每传导一级，时间广播报文中的同步跳数累加1。94.本发明实施例提供的对当前卫星节点进行初始化输出对应的节点时间质量，实现根据时间基准点更新当前卫星节点的节点时间质量，保证后续的时间同步。95.在上述实施例的基础上，在步骤s12中的根据节点时间质量对当前卫星节点进行第一同步校准，包括：96.当当前卫星节点入境时，控制当前卫星节点向时间基准点发送时间广播请求信息以便时间基准点将应答广播信息发送至当前卫星节点；97.根据应答广播信息对当前卫星节点进行本地系统时间校正以完成第一同步校准。98.具体地，当前卫星节点入境时，地球站通过星地通信链路分发时间质量，入境卫星检测通信对端的时间质量为时间基准级，也就是以地球站为时间基准点，当前卫星节点向时间基准点发送时间广播信息，此时时间基准点根据发送过来的发送时间广播信息，产生对应的应答时间广播报文，并发送至当前卫星节点。99.当前卫星节点接收到应答广播信息使用其时间基准点的系统时间校正当前卫星节点的本地系统时间，具体方式可以根据时间基准点的系统时间更新本地系统时间以完成第一同步校准。100.本发明实施例提供的根据节点时间质量对当前卫星节点进行第一同步校准，对当前卫星节点实现粗同步校准，减少误差，便于后续的时间同步。101.在上述实施例的基础上，步骤s12中的通过改进rtt同步法对校准后的当前卫星节点进行第二同步校准，包括：102.获取当前卫星节点的rtt询问报文信息；103.将当前卫星节点作为询问方，将时间基准点作为应答方；104.控制询问方将rtt询问报文信息发送至应答方的时间作为第一时间戳；105.控制应答方记录接收rtt询问报文信息的时间作为第二时间戳，并根据rtt询问报文信息生成对应的rtt应答报文信息，记录rtt应答报文信息的发送时间作为第三时间戳，将rtt应答报文信息于第三时间戳发送至询问方，其中rtt应答报文信息包括第二时间戳、第三时间戳和应答方的星历信息；106.控制询问方记录接收rtt应答报文信息的时间作为第四时间戳；107.获取询问方的星历信息；108.根据询问方的星历信息和应答方的星历信息确定询问方和应答方的实际时延差值；109.将第二时间戳与第一时间戳进行作差处理得到第一时延差值；110.将第三时间戳与第四时间戳进行作差处理得到第二时延差值；111.将第一时延差值与第二时延差值进行作差处理得到第三时延差值；112.根据第三时延差值与实际时延差值进行作差处理得到询问方与应答方的双向时延时间；113.对双向时延时间平均处理得到单向时延时间，并将单向时延时间作为询问方的偏移量以确定完成第二同步校准。114.具体地，在进行完第一同步校准后，当前卫星节点的系统时间仍然包括发射处理时延、电磁波传播时延、接收处理时延等导致的误差，则继续进行第二同步校准。在第二同步校准过程中，当前卫星节点与时间基准点之间进行往返定时rtt同步，同时由于卫星网络节点之间的运动状态为高动态变化，其链路传输时延误差需要通过具体的星历信息消除，故对rtt同步进行改进。115.图2为本发明实施例提供的改进rtt同步法的工作原理图，如图2所示，先获取当前卫星节点的rtt询问报文信息，将待同步卫星，也就是当前卫星节点作为询问方，当前的时间基准点为地球站，若对于星间同步，其已同步卫星节点也可以作为时间基准点，其应答方为时间基准点的地球站或者已同步卫星节点，询问方在第一时间戳t’1将rtt询问报文信息发送至应答方，应答方在第二时间戳t2接收到询问方发送的rtt询问报文信息，根据rtt询问报文信息生成对应的rtt应答报文信息，在第三时间戳发送rtt应答报文信息至询问方，此时的rtt应答报文信息包括第二时间戳、第三时间戳和应答方的星历信息(或者地球站的位置)，此时询问方在第四时间戳t’4接收rtt应答报文信息。116.值得注意的是，t’1和t’4是以询问方时间基准记录的时间，t2和t3是以应答方时间基准记录的时间，根据询问方与应答方的各自的星历信息确定两方的实际时延差值将第二时间戳与第一时间戳作差得到的第一时延差值与将第三时间戳与第四时间戳作差处理得到的第二时延差值并不是实际的传输时延的差值，故存在误差性，则需要询问方进行纠正，将将第一时延差值与第二时延差值进行作差处理得到第三时延差值；根据第三时延差值与实际时延差值进行作差处理得到询问方与应答方的双向时延时间，对双向时延时间平均处理得到单向时延时间。其具体公式如下：[0117][0118]其中，t’1和t’4是以询问方时间基准记录的时间，t2和t3是以应答方时间基准记录的时间，根据询问方与应答方的各自的星历信息确定两方的实际时延差值[0119]本发明实施例提供的通过改进rtt同步法进行第二同步校准，其考虑星座网络内的卫星节点的高动态变化，通过星历信息可消除传输时延误差，使得rtt算法可适用于星间通信链路，提高星座网络的时间同步的准确性。通过链路层帧交互结合物理层帧到达时间(toa)检测实现星座自主时间同步，工程实现简单，网络开销小，同步精度满足常规通信星座精度需求，且对卫星网络传输体制和组网体制均无特殊要求，能广泛应用于各类型低轨通信卫星网络。[0120]在上述实施例的基础上，在全部进行初始时间同步后，需要每个卫星节点实时监视星间、星地网络邻居节点时间质量，步骤s14中的预设条件包括第一预设条件、第二预设条件和第三预设条件，根据各卫星节点对应的节点时间质量与预设条件的关系执行对应的时间同步保持策略，包括：[0121]获取当前卫星节点的当前节点时间质量值和时间偏离基准值、第二同步门限值和第一同步门限值，其中第二同步门限值高于第一同步门限值；[0122]根据各卫星节点对应的节点时间质量建立时间质量值报表；[0123]在时间质量值报表内获取当前卫星节点的相邻卫星节点的时间质量值，其中相邻卫星节点位于当前卫星节点的同轨间链路与异轨间链路的卫星节点；[0124]当相邻卫星节点的时间质量值满足第一预设条件时，则以相邻卫星节点作为时间基准点，对当前卫星节点发起第二同步校准，进入至通过改进rtt同步法对校准后的当前卫星节点进行第二同步校准的步骤，其中第一预设条件为相邻卫星节点的时间质量值发生变化；[0125]当当前节点时间质量值满足第二预设条件时，则在时间质量值报表内选取相邻卫星节点内最高的时间质量值，并向最高的时间质量值对应的相邻卫星节点发起第二同步校准，进入至通过改进rtt同步法对校准后的当前卫星节点进行第二同步校准的步骤，其中第二预设条件为当前节点时间质量值小于第二同步门限值；[0126]当当前节点时间质量值与时间偏离基准值满足第三预设条件时，则在时间质量值报表内选取相邻卫星节点内最高的时间质量值，并向最高的时间质量值对应的相邻卫星节点发起时间广播请求信息，进入至根据应答广播信息对当前卫星节点进行本地系统时间校正以完成第一同步校准的步骤，其中第三预设条件为当前节点时间质量值小于第一同步门限值且时间偏离基准值大于阈值。[0127]具体地，获取当前卫星节点的当前节点时间质量值、时间偏离基准值、在时间同步过程中引入门限值，可以缩小同步估计搜索区间，提高同步算法的准确度，有效降低发送定时错误估计的概率。故也获取第二同步门限值和第一同步门限值，其中，第二同步门限值高于第一同步门限值。[0128]根据各卫星节点对应的节点时间质量建立时间质量值报表，在时间质量值报表内获取当前卫星节点的相邻卫星节点的时间质量值，可以理解的是，相邻卫星节点至少存在两个，如位于星座网络的角落卫星，其相邻卫星节点为两个，若位于星座网络的首行、末行、首列或者末列的卫星节点，其相邻卫星节点为三个，若位于其他位置的卫星，其相邻卫星节点为四个。分别在于同轨间链路和异轨间链路。[0129]当监测到相邻卫星节点的时间质量值满足第一预设条件时，第一预设条件为相邻卫星节点的时间质量值发生了变化。则以相邻卫星节点为时间基准点，对当前卫星节点发起第二同步校准，进入至通过改进rtt同步法对校准后的当前卫星节点进行第二同步校准的步骤。需要说明的是，相邻卫星节点可能存在多个，若当前发生变化的相邻卫星节点为多个，则可以根据变化的时间质量值最大的开始，逐个进行第二同步更新，或者以变化的时间质量值最大的卫星节点作为基准点，仅进行一次。可根据实际情况进行设定，在此不做具体限定。[0130]当前节点时间质量值满足第二预设条件，则在时间质量值报表内选取相邻卫星节点内最高的时间质量值，并以最高的时间质量值对应的相邻卫星节点发起第二同步校准，进入至通过改进rtt同步法对校准后的当前卫星节点进行第二同步校准的步骤，其中第二预设条件为当前节点时间质量值小于第二同步门限值。例如当本地时间质量低于第二同步门限值时节点即退回到第一同步校准状态，通过时间质量内部报表选择向时间质量最高且可用的邻居节点发起第二同步校准。[0131]当前节点时间质量值与时间偏离基准值满足第三预设条件时，则在时间质量值报表内选取相邻卫星节点内最高的时间质量值，并向最高的时间质量值对应的相邻卫星节点发起时间广播请求信息，进入至根据应答广播信息对当前卫星节点进行本地系统时间校正以完成第一同步校准的步骤，其中第三预设条件为当前节点时间质量值小于第一同步门限值且时间偏离基准值大于阈值。具体地，若时间漂离基准太远，也就是时间偏离基准值大于阈值时且节点时间质量值低于第一同步门限值时，则退回到初始化状态，选择时间质量最高且可用的邻居节点发送时间广播报文请求，获得系统时间完成第一同步校准后再进行第二同步校准。[0132]本发明实施例提供的根据各卫星节点对应的节点时间质量与预设条件的关系执行对应的时间同步保持策略，当本地时间发生突发错误或时间偏移太远时，即可自主与邻居节点时间进行同步。当星座使用gps或北斗同步时，实现某颗卫星突发失同步后在没有地球站介入下重新自主同步。[0133]在上述实施例的基础上，步骤s11中的星座网络的建立过程包括以下步骤：[0134]在当前轨道面上配置多个卫星节点处于同轨星间链路；[0135]将多个卫星节点处的当前卫星节点配置相邻轨道面上的卫星节点，以处于异轨星间链路；[0136]根据同轨星间链路和异轨星间链路对当前卫星节点与相邻卫星节点固定连接；[0137]将境内地球站接入当前轨道面的任意一个卫星节点以便于多个卫星节点与境内地球站处于星座网络内完成建立过程。[0138]图3为本发明实施例提供的一种星座网络的架构图，如图3所示，星座网络系统由分布在m个轨道面的n个卫星、地球站、业务数据中心和分布在全球各地的用户终端、互联网用户组成。本发明主要解决的是时间同步，仅是通过馈电链路与地球站进行的星地时间同步，未使用用户链路的卫星终端进行授时。每颗卫星配置2条同轨星间链路，分别与同轨前后方卫星进行双向通信，每个轨道面选取2颗卫星各配置2条异轨星间链路，分别与相邻两个轨道邻居卫星进行双向通信。同轨星间链路和异轨星间链路均与邻居卫星保持固定连接，异轨星间链路在赤道和两极附近可能出现周期性中断重连接。[0139]本发明实施例提供的星座网络，可实现全网时间自主同步，可实现在某颗卫星突发失同步导致的通信中断或特殊时期无法定位授时的情况下，自主保持时间同步，提高低轨卫星通信系统的可靠性。[0140]在上述实施例的基础上，该方法还包括：[0141]获取星座网络的时间同步的误差因素参数；[0142]根据误差因素参数确定误差类别和误差量级；[0143]结合误差类别、误差因素参数和误差量级进行误差分析处理确定对应的境内地球站的授时周期。[0144]具体地，获取星座网络的时间同步的误差因素参数，根据误差因素参数确定其误差类别，以及误差量级，进而对其误差分析以确定对应的境内地球站的授时周期。根据不同的实际误差分析设计系统时，可根据时间同步的精度要求设计合理的地球站授时周期，以保证时间同步的误差小。[0145]表1为星座时间同步方法误差分析表，如表1所示，包括rtt精同步误差，也就是基于第二同步校准时产生的误差，多级时间同步误差传导和时间同步保持误差三个误差类别，对应的误差因素以及误差量级和影响分析如下：[0146]一、rtt精同步误差，主要来自于通信链路不对称导致的传输时延误差、频率准确度导致的误差、接收机测量误差、收发处理时延抖动、星地传输大气层影响等，其中传输时延误差可通过估算消除，rtt精同步最终可达到几十纳秒的同步精度。[0147]二、多级时间同步传导误差，选取境内地球站为时间基准站，且低轨星座由于可视性原因，每颗卫星仅与其前后同轨两颗卫星、左右异轨两颗卫星建立通信连接，因此，只有入境卫星直接与基准站完成时间精确同步，境外卫星需要通过同轨、异轨星间链路逐级传导同步，时间同步跳数越多，传导误差越大。低轨星座一般有多颗星同时入境，最大多级时间同步传导误差可控制在1微秒内。[0148]三、时间同步保持误差，主要误差来自于频率源漂移累积误差，不同于地面环境，卫星环境温度变化剧烈，频率源漂移更明显。假设同步保持时间为t，频率源准确度指标为nppm，那么时钟偏移累积误差最大为tnppm。系统设计时可根据时间同步精度要求设计合理的地球站授时周期，以确保时间漂移不会导致时间不可用。[0149]表1星座时间同步方法误差分析表[0150][0151]本发明实施例提供的获取星座网络的时间同步的误差因素参数；根据误差因素参数确定误差类别和误差量级；结合误差类别、误差因素参数和误差量级进行误差分析处理确定对应的境内地球站的授时周期。提高低轨卫星通信系统的可靠性。[0152]上述详细描述了低轨卫星的时间同步方法对应的各个实施例，在此基础上，本发明还公开与上述方法对应的低轨卫星的时间同步装置，图4为本发明实施例提供的一种低轨卫星的时间同步装置的结构图。如图4所示，低轨卫星的时间同步装置包括：[0153]初始化模块11，用于获取星座网络的时间基准点和未时间同步的当前卫星节点，并对当前卫星节点进行初始化输出对应的节点时间质量，其中时间基准点为境内地球站；[0154]第一校准模块12，用于根据节点时间质量对当前卫星节点进行第一同步校准，并通过改进rtt同步法对校准后的当前卫星节点进行第二同步校准，其中第一同步校准的等级小于第二同步校准的等级；[0155]第二校准模块13，用于将第二同步校准后的当前卫星节点作为新的时间基准点，对下一个当前卫星节点进行校准，并返回至根据节点时间质量对当前卫星节点进行第一同步校准的步骤；[0156]时间同步保持模块14，用于当星座网络的各卫星节点完成时间同步后，根据各卫星节点对应的节点时间质量与预设条件的关系执行对应的时间同步保持策略以实现低轨卫星的时间同步。[0157]由于装置部分的实施例与上述的实施例相互对应，因此装置部分的实施例请参照上述方法部分的实施例描述，在此不再赘述。[0158]对于本发明提供的一种低轨卫星的时间同步装置的介绍请参照上述方法实施例，本发明在此不再赘述，其具有上低轨卫星的时间同步方法相同的有益效果。[0159]图5为本发明实施例提供的另一种低轨卫星的时间同步装置的结构图，如图5所示，该装置包括：[0160]存储器21，用于存储计算机程序；[0161]处理器22，用于执行计算机程序时实现低轨卫星的时间同步方法的步骤。[0162]本实施例提供的低轨卫星的时间同步装置可以包括但不限于平板电脑、笔记本电脑或者台式电脑等。[0163]其中，处理器22可以包括一个或多个处理核心，比如4核心处理器、8核心处理器等。处理器22可以采用数字信号处理器(digital signal processor，dsp)、现场可编程门阵列(field－programmable gate array，fpga)、可编程逻辑阵列(programmable logic array，pla)中的至少一种硬件形式来实现。处理器22也可以包括主处理器和协处理器，主处理器是用于对在唤醒状态下的数据进行处理的处理器，也称中央处理器(central processing unit，cpu)；协处理器是用于对在待机状态下的数据进行处理的低功耗处理器。在一些实施例中，处理器22可以集成有图像处理器(graphics processing unit，gpu)，gpu用于负责显示屏所需要显示的内容的渲染和绘制。一些实施例中，处理器22还可以包括人工智能(artificial intelligence，ai)处理器，该ai处理器用于处理有关机器学习的计算操作。[0164]存储器21可以包括一个或多个计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质可以是非暂态的。存储器21还可包括高速随机存取存储器，以及非易失性存储器，比如一个或多个磁盘存储设备、闪存存储设备。本实施例中，存储器21至少用于存储以下计算机程序211，其中，该计算机程序被处理器22加载并执行之后，能够实现前述任一实施例公开的低轨卫星的时间同步方法的相关步骤。另外，存储器21所存储的资源还可以包括操作系统212和数据213等，存储方式可以是短暂存储或者永久存储。其中，操作系统212可以包括windows、unix、linux等。数据213可以包括但不限于低轨卫星的时间同步方法所涉及到的数据等等。[0165]在一些实施例中，低轨卫星的时间同步装置还可包括有显示屏23、输入输出接口24、通信接口25、电源26以及通信总线27。[0166]领域技术人员可以理解，图5中示出的结构并不构成对低轨卫星的时间同步装置的限定，可以包括比图示更多或更少的组件。[0167]处理器22通过调用存储于存储器21中的指令以实现上述任一实施例所提供的低轨卫星的时间同步方法。[0168]对于本发明提供的一种低轨卫星的时间同步装置的介绍请参照上述方法实施例，本发明在此不再赘述，其具有上低轨卫星的时间同步方法相同的有益效果。[0169]进一步的，本发明还提供了一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质上存储有计算机程序，计算机程序被处理器22执行时实现如上述低轨卫星的时间同步方法的步骤。[0170]可以理解的是，如果上述实施例中的方法以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：u盘、移动硬盘、只读存储器(read-only memory，rom)、随机存取存储器(randomaccess memory，ram)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。[0171]对于本发明提供的一种计算机可读存储介质的介绍请参照上述方法实施例，本发明在此不再赘述，其具有上低轨卫星的时间同步方法相同的有益效果。[0172]作为一种优选的实施例，图6为本发明实施例提供的另一种低轨卫星的时间同步方法的流程图，如图6所示，包括：[0173]s21：卫星开机；[0174]s22：监听星间、星地链路报文；[0175]s23：判断是否监测到时间基准点的时间质量，若是，则进入步骤s24，若否，则返回至步骤s22；[0176]s24：发送时间广播请求；[0177]s25：接收时间广播报文，校准本地系统时间，进入第一同步校准状态；[0178]s26：主动发起rtt时间同步，进入第二同步校准状态；[0179]s27：监视本地、邻居节点的时间质量，根据各卫星节点对应的节点时间质量与预设条件的关系执行对应的时间同步保持策略以实现低轨卫星的时间同步。[0180]对于本发明提供的另一种低轨卫星的时间同步装置的介绍请参照上述方法实施例，本发明在此不再赘述，其具有上低轨卫星的时间同步方法相同的有益效果。[0181]以上对本发明所提供的一种低轨卫星的时间同步方法、低轨卫星的时间同步装置及介质进行了详细介绍。说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。[0182]还需要说明的是，在本说明书中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。









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