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一种基于链路测量的卫星网络自主时间同步方法和系统

阅读：261发布：2020-05-13

专利汇可以提供一种基于链路测量的卫星网络自主时间同步方法和系统专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明提供了一种基于链路测量的卫星网络自主时间同步方法和系统，包括：获取待同步通信卫星和多个授时节点之间的链路连接信息，其中，多个授时节点为第一卫星通信网络中的节点；基于链路连接信息判断待同步通信卫星与多个授时节点之间是否存在链路；若是，则在多个授时节点中选择第一授时节点，其中，第一授时节点为多个授时节点中第一同步等级信息最高的授时节点，第一同步等级信息为第一卫星通信网络预先根据多个授时节点与第一卫星通信网络中授时主信关站之间的链路连接关系确定的用于表征授时节点与授时主信关站之间的链路连接关系的信息；利用第一授时节点对待同步通信卫星进行授时同步操作。降低了卫星授时对卫星导航系统的依赖。，下面是一种基于链路测量的卫星网络自主时间同步方法和系统专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种基于链路测量的卫星网络自主时间同步方法，其特征在于，包括：
获取待同步通信卫星和多个授时节点之间的链路连接信息，其中，所述多个授时节点为第一卫星通信网络中的节点，所述多个授时节点包括以下至少一种：信关站，通信卫星，用户终端；
基于所述链路连接信息判断所述待同步通信卫星与所述多个所述授时节点之间是否存在链路；
若是，则在所述多个授时节点中选择第一授时节点，其中，所述第一授时节点为所述多个授时节点中第一同步等级信息最高的授时节点，所述第一同步等级信息为所述第一卫星通信网络预先根据所述多个授时节点与所述第一卫星通信网络中授时主信关站之间的链路连接关系确定的用于表征所述授时节点与所述授时主信关站之间的链路连接关系的信息；
利用所述第一授时节点对所述待同步通信卫星进行授时同步操作。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
若判断出所述待同步通信卫星与所述多个所述授时节点之间不存在链路，则将所述待同步通信卫星标记为第二授时节点；
若判断出历史待同步通信卫星中被标记为第二授时节点的卫星的数量为多个，则实现所述待同步通信卫星和第二卫星通信网络之间的授时同步操作，其中，所述第二卫星通信网络为基于所述历史待同步通信卫星中被标记为第二授时节点的目标历史待同步通信卫星组成的通信网络。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
将所述第一卫星通信网络中各个授时节点与所述授时主信关站之间的链路连接关系，划分为多个第一同步等级；
为每个第一同步等级设置对应的标识信息；
将所述标识信息确定为对应授时节点的第一同步等级信息。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，实现所述待同步通信卫星和第二卫星通信网络之间的授时同步操作包括：
获取所述目标历史待同步通信卫星的时钟统计特征，其中，所述时钟统计特征用于表征通信卫星载荷时钟的稳定性和频率偏差；
基于所述时钟统计特征确定所述目标历史待同步卫星的第二同步等级；
若所述目标历史待同步通信卫星之间的所述第二同步等级不同，则在所述第二卫星通信网络中选择第三授时节点；其中，所述第三授时节点为所述第二卫星通信网络中，所述第二同步等级最高的目标历史待同步通信卫星；
利用所述第三授时节点对所述待同步通信卫星进行授时同步操作。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，若所述目标历史待同步通信卫星之间的第二同步等级相同，则所述方法还包括：
利用生成随机数方法确定所述目标历史待同步通信卫星的第三同步等级；
在所述第二卫星通信网络中选择第四授时节点；其中，所述第四授时节点为所述第二卫星通信网络中，所述第三同步等级最高的目标历史待同步通信卫星；
利用所述第四授时节点对所述待同步通信卫星进行授时同步操作。
6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，获取所述目标历史待同步通信卫星的时钟统计特征包括：
将所述目标历史待同步卫星的本地时钟与外部时钟参考进行比较，得到时钟误差，其中，所述外部时钟参考包括：卫星导航接收机输出的秒脉冲；
计算所述时钟误差的方差和均值，将所述方差和所述均值作为所述目标历史待同步卫星的时钟统计特征。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，基于所述时钟统计特征确定所述目标历史待同步通信卫星的第二同步等级包括：
基于所述均值和所述方差确定目标数值，其中，所述均值为所述目标数值的高位数值，所述方差为所述目标数值的低位数值；
将所述目标数值确定为所述目标历史待同步卫星的第二同步等级。
8.一种基于链路测量的卫星网络自主时间同步系统，其特征在于，包括：
获取模块，用于获取待同步通信卫星和多个授时节点之间的链路连接信息，其中，所述多个授时节点为第一卫星通信网络中的节点，所述多个授时节点包括以下至少一种：信关站，通信卫星，用户终端；
链路判断模块，用于基于所述链路连接信息判断所述待同步通信卫星与所述多个所述授时节点之间是否存在链路；
第一授时模块，用于若所述待同步通信卫星与所述多个所述授时节点之间存在链路，则在所述多个授时节点中选择第一授时节点，其中，所述第一授时节点为所述多个授时节点中第一同步等级信息最高的授时节点，所述第一同步等级信息为所述第一卫星通信网络预先根据所述多个授时节点与所述第一卫星通信网络中授时主信关站之间的链路连接关系确定的用于表征所述授时节点与所述授时主信关站之间的链路连接关系的信息；
所述第一授时模块，还用于利用所述第一授时节点对所述待同步通信卫星进行授时同步操作。
9.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：第二授时模块，用于若判断出所述待同步通信卫星与所述多个所述授时节点之间不存在链路，则将所述待同步通信卫星标记为第二授时节点；
若判断出历史待同步通信卫星中被标记为第二授时节点的卫星的数量为多个，则实现所述待同步通信卫星和第二卫星通信网络之间的授时同步操作，其中，所述第二卫星通信网络为基于所述历史待同步通信卫星中被标记为第二授时节点的目标历史待同步通信卫星组成的通信网络。

说明书全文

一种基于链路测量的卫星网络自主时间同步方法和系统

技术领域

[0001] 本发明涉及卫星导航授时技术领域，尤其是涉及一种基于链路测量的卫星网络自主时间同步方法和系统。

背景技术

[0002] 时空基准是现代卫星网络的重要基础。

[0003] 在由多颗通信卫星构成的卫星通信网络系统中，卫星和卫星之间、卫星和地面终端之间通常需要相互了解对方的位置信息并取得高精度的相互时间同步才能进行波束对准、时隙对准，从而提高直至最大化通信效率。

[0004] 现代卫星网络获得时空基准的一个基本方式是采用卫星导航接收机，不仅地面和低轨道通信卫星可以采用卫星导航接收机获取时空基准，中高轨道卫星也可以使用星载导航接收机进行定位授时。但因为这种方式对卫星导航系统的依赖性太强，而导致在星载导航接收机无法与地面信关站之间建立连接的情况下，无法对通信卫星进行授时操作。

发明内容

[0005] 有鉴于此，本发明的目的在于提供一种基于链路测量的卫星网络自主时间同步方法和系统，在卫星通信网络获得时空基准的过程中，在星载导航接收机无法与地面信关站之间建立连接的情况下，依然能够对通信卫星进行授时操作。

[0006] 第一方面，本发明实施例提供了一种一种基于链路测量的卫星网络自主时间同步方法，包括：获取待同步通信卫星和多个授时节点之间的链路连接信息，其中，所述多个授时节点为第一卫星通信网络中的节点，所述多个授时节点包括以下至少一种：信关站，通信卫星，用户终端；基于所述链路连接信息判断所述待同步通信卫星与所述多个所述授时节点之间是否存在链路；若是，则在所述多个授时节点中选择第一授时节点，其中，所述第一授时节点为所述多个授时节点中第一同步等级信息最高的授时节点，所述第一同步等级信息为所述第一卫星通信网络预先根据所述多个授时节点与所述第一卫星通信网络中授时主信关站之间的链路连接关系确定的用于表征所述授时节点与所述授时主信关站之间的链路连接关系的信息；利用所述第一授时节点对所述待同步通信卫星进行授时同步操作。

[0007] 进一步地，所述方法还包括：若判断出所述待同步通信卫星与所述多个所述授时节点之间不存在链路，则将所述待同步通信卫星标记为第二授时节点；若判断出历史待同步通信卫星中被标记为第二授时节点的卫星的数量为多个，则实现所述待同步通信卫星和第二卫星通信网络之间的授时同步操作，其中，所述第二卫星通信网络为基于所述历史待同步通信卫星中被标记为第二授时节点的目标历史待同步通信卫星组成的通信网络。

[0008] 进一步地，所述方法还包括：所述第一卫星通信网络基于所述第一卫星通信网络中的授时节点与所述授时主信关站之间的链路连接关系，确定所述授时节点的第一同步等级信息。

[0009] 进一步地，所述第一卫星通信网络基于所述第一卫星通信网络中的授时节点与所述授时主信关站之间的链路连接关系，确定所述授时节点的第一同步等级信息包括：将所述第一卫星通信网络中各个授时节点与所述授时主信关站之间的链路连接关系，划分为多个第一同步等级；为每个第一同步等级设置对应的标识信息；将所述标识信息确定为对应授时节点的第一同步等级信息。

[0010] 进一步地，实现所述待同步通信卫星和第二卫星通信网络之间的授时同步操作包括：获取所述目标历史待同步通信卫星的时钟统计特征，其中，所述时钟统计特征用于表征通信卫星载荷时钟的稳定性和频率偏差；基于所述时钟统计特征确定所述目标历史待同步卫星的第二同步等级；若所述目标历史待同步通信卫星之间的所述第二同步等级不同，则在所述第二卫星通信网络中选择第三授时节点；其中，所述第三授时节点为所述第二卫星通信网络中，所述第二同步等级最高的目标历史待同步通信卫星；利用所述第三授时节点对所述待同步通信卫星进行授时同步操作。

[0011] 进一步地，若所述目标历史待同步通信卫星之间的第二同步等级相同，则所述方法还包括：利用生成随机数方法确定所述目标历史待同步通信卫星的第三同步等级；在所述第二卫星通信网络中选择第四授时节点；其中，所述第四授时节点为所述第二卫星通信网络中，所述第三同步等级最高的目标历史待同步通信卫星；利用所述第四授时节点对所述待同步通信卫星进行授时同步操作。

[0012] 进一步地，获取所述目标历史待同步通信卫星的时钟统计特征包括：将所述目标历史待同步卫星的本地时钟与外部时钟参考进行比较，得到时钟误差，其中，所述外部时钟参考包括：卫星导航接收机输出的秒脉冲；计算所述时钟误差的方差和均值，将所述方差和所述均值作为所述目标历史待同步卫星的时钟统计特征。

[0013] 进一步地，基于所述时钟统计特征确定所述目标历史待同步通信卫星的第二同步等级包括：基于所述均值和所述方差确定目标数值，其中，所述均值为所述目标数值的高位数值，所述方差为所述目标数值的低位数值；将所述目标数值确定为所述目标历史待同步卫星的第二同步等级。

[0014] 第二方面，本发明实施例还提供一种基于链路测量的卫星网络自主时间同步系统，包括：获取模块，用于获取待同步通信卫星和多个授时节点之间的链路连接信息，其中，所述多个授时节点为第一卫星通信网络中的节点，所述多个授时节点包括以下至少一种：信关站，通信卫星，用户终端；链路判断模块，用于基于所述链路连接信息判断所述待同步通信卫星与所述多个所述授时节点之间是否存在链路；第一授时模块，用于若所述待同步通信卫星与所述多个所述授时节点之间存在链路，则在所述多个授时节点中选择第一授时节点，其中，所述第一授时节点为所述多个授时节点中第一同步等级信息最高的授时节点，所述第一同步等级信息为所述第一卫星通信网络预先根据所述多个授时节点与所述第一卫星通信网络中授时主信关站之间的链路连接关系确定的用于表征所述授时节点与所述授时主信关站之间的链路连接关系的信息；所述第一授时模块，还用于利用所述第一授时节点对所述待同步通信卫星进行授时同步操作。

[0015] 进一步地，所述系统还包括：第二授时模块，用于若判断出所述待同步通信卫星与所述多个所述授时节点之间不存在链路，则将所述待同步通信卫星标记为第二授时节点；若判断出历史待同步通信卫星中被标记为第二授时节点的卫星的数量为多个，则实现所述待同步通信卫星和第二卫星通信网络之间的授时同步操作，其中，所述第二卫星通信网络为基于所述历史待同步通信卫星中被标记为第二授时节点的目标历史待同步通信卫星组成的通信网络。

[0016] 在本发明实施例中，采用获取待同步通信卫星和多个授时节点之间的链路连接信息，其中，多个授时节点为第一卫星通信网络中的节点；基于链路连接信息判断待同步通信卫星与多个授时节点之间是否存在链路；若是，则在多个授时节点中选择第一授时节点，其中，第一授时节点为多个授时节点中第一同步等级信息最高的授时节点，第一同步等级信息为第一卫星通信网络预先根据多个授时节点与第一卫星通信网络中授时主信关站之间的链路连接关系确定的用于表征授时节点与授时主信关站之间的链路连接关系的信息；利用第一授时节点对待同步通信卫星进行授时同步操作的方式，达到了在卫星通信网络获得时空基准的过程中，在星载导航接收机无法与地面信关站之间建立连接的情况下，依然能够对通信卫星进行授时操作的技术效果。

[0017] 本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

[0018] 为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

[0019] 为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，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。

[0020] 图1为本发明实施例提供的一种基于链路测量的卫星网络自主时间同步方法的流程图；

[0021] 图2为本发明实施例提供的另一种基于链路测量的卫星网络自主时间同步方法的流程图；

[0022] 图3为本发明实施例提供的一种确定授时节点第一同步等级信息的方法的流程图；

[0023] 图4为本发明实施例提供的一种实现分级时间同步之后的第一卫星通信网络的示意图；

[0024] 图5为本发明实施例提供的一种双向对比授时的一般原理的示意图；

[0025] 图6为本发明实施例提供的一种基于链路测量的卫星网络自主时间同步系统的示意图。

具体实施方式

[0026] 为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。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，都属于本发明保护的范围。

[0027] 在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

[0028] 另外，在本发明实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

[0029] 实施例一：

[0030] 根据本发明实施例，提供了一种基于链路测量的卫星网络自主时间同步方法实施例，需要说明的是，在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行，并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。

[0031] 图1是根据本发明实施例的一种基于链路测量的卫星网络自主时间同步方法的流程图，如图1所示，该方法包括如下步骤：

[0032] 步骤S102，获取待同步通信卫星和多个授时节点之间的链路连接信息，其中，多个授时节点为第一卫星通信网络中的节点，多个授时节点包括以下至少一种：信关站，通信卫星，用户终端。

[0033] 可选地，第一卫星通信网络由M个信关站、N个通信卫星和多个用户终端构成的卫星通信网络，其中，M和N均为大于或等于1的正整数。

[0034] 步骤S104，基于链路连接信息判断待同步通信卫星与多个授时节点之间是否存在链路。

[0035] 步骤S106，若是，则在多个授时节点中选择第一授时节点，其中，第一授时节点为多个授时节点中第一同步等级信息最高的授时节点，第一同步等级信息为第一卫星通信网络预先根据多个授时节点与第一卫星通信网络中授时主信关站之间的链路连接关系确定的用于表征授时节点与授时主信关站之间的链路连接关系的信息。

[0036] 步骤S108，利用第一授时节点对待同步通信卫星进行授时同步操作。

[0037] 可选地，待同步通信卫星通过双向对比授时实现与第一授时节点的时间同步。

[0038] 在本发明实施例中，采用获取待同步通信卫星和多个授时节点之间的链路连接信息，其中，多个授时节点为第一卫星通信网络中的节点；基于链路连接信息判断待同步通信卫星与多个授时节点之间是否存在链路；若是，则在多个授时节点中选择第一授时节点，其中，第一授时节点为多个授时节点中第一同步等级信息最高的授时节点，第一同步等级信息为第一卫星通信网络预先根据多个授时节点与第一卫星通信网络中授时主信关站之间的链路连接关系确定的用于表征授时节点与授时主信关站之间的链路连接关系的信息；利用第一授时节点对待同步通信卫星进行授时同步操作的方式，达到了在卫星通信网络获得时空基准的过程中，在星载导航接收机无法与地面信关站之间建立连接的情况下，依然能够对通信卫星进行授时操作的技术效果。

[0039] 可选地，如图2所示，本发明实施例提供的方法还包括：

[0040] 步骤S110，若判断出待同步通信卫星与多个授时节点之间不存在链路，则将待同步通信卫星标记为第二授时节点；

[0041] 步骤S112，若判断出历史待同步通信卫星中被标记为第二授时节点的卫星的数量为多个，则实现待同步通信卫星和第二卫星通信网络之间的授时同步操作，其中，第二卫星通信网络为基于历史待同步通信卫星中被标记为第二授时节点的目标历史待同步通信卫星组成的通信网络。

[0042] 可选地，待同步通信卫星通过双向对比授时实现与第二卫星通信网络之间的时间同步。

[0043] 在本发明实施例中，第一卫星通信网络中的多个授时节点之间的链路都具备双向距离测量和对比授时功能，并且能够依托双向距离测量和对比授时功能实现分级时间同步的方法。可选地，分级时间同步的方法包括：第一卫星通信网络基于第一卫星通信网络中的授时节点与授时主信关站之间的链路连接关系，确定授时节点的第一同步等级信息。

[0044] 具体地，如图3所示，第一卫星通信网络基于第一卫星通信网络中的授时节点与授时主信关站之间的链路连接关系，确定授时节点的第一同步等级信息的过程，包括如下步骤：

[0045] 步骤S301，将第一卫星通信网络中各个授时节点与授时主信关站之间的链路连接关系，划分为多个第一同步等级。

[0046] 步骤S302，为每个第一同步等级设置对应的标识信息。

[0047] 步骤S303，将标识信息确定为对应授时节点的第一同步等级信息。

[0048] 可选地，步骤S112中，实现待同步通信卫星和第二卫星通信网络之间的授时同步操作，具体包括如下步骤：

[0049] 步骤S1121，获取目标历史待同步通信卫星的时钟统计特征，其中，时钟统计特征用于表征通信卫星载荷时钟的稳定性和频率偏差。

[0050] 具体地，将目标历史待同步卫星的本地时钟与外部时钟参考进行比较，得到时钟误差。其中，外部时钟参考包括以下至少之一：卫星导航接收机输出的秒脉冲，通过双向对比授时同步到与同步等级更高的授时节点的时间时同步等级更高的授时节点节点的时钟。

[0051] 计算时钟误差的方差和均值，将方差和均值作为目标历史待同步卫星的时钟统计特征。

[0052] 具体地，通信卫星在载荷开机后，将本地时钟与外部时钟参考进行比较获得时钟误差特性。这里的外部时钟参考可以是卫星导航接收机输出的秒脉冲，或者通过双向对比授时同步到与同步等级更高的授时节点的时间时所述同步等级更高的授时节点的时钟。通信卫星在每一次同步时，都能够获得一个时间差，或者是与秒脉冲的差，或者时双向对比授时获得同步时差。该时间差的方差和均值反应了该通信卫星载荷时钟的稳定性和频率偏差。显然，所述时间差的方差和均值越小的节点，其第二同步等级应该越高。因此，一种设定第二同步等级的方法，是将第二同步等级设定为一个高位为所述均值，低位为所述方差的自然数。

[0053] 步骤S1122，基于时钟统计特征确定目标历史待同步卫星的第二同步等级。

[0054] 具体地，基于均值和方差确定目标数值，其中，均值为目标数值的高位数值，方差为目标数值的低位数值。将目标数值确定为目标历史待同步卫星的第二同步等级。

[0055] 步骤S1123，判断目标历史待同步通信卫星之间的第二同步等级是否相同，如果不同，则执行步骤S1124；如果相同，则执行步骤S1125和步骤S1126。

[0056] 步骤S1124，在第二卫星通信网络中选择第三授时节点；其中，第三授时节点为第二卫星通信网络中，第二同步等级最高的目标历史待同步通信卫星；利用第三授时节点对待同步通信卫星进行授时同步操作。可选地，在对比第二同步等级的高低时，规定第二同步等级所对应的目标数值越小，第二同步等级越高。

[0057] 可选地，待同步通信卫星通过双向对比授时实现与第三授时节点之间的时间同步。

[0058] 步骤S1125，利用生成随机数方法确定目标历史待同步通信卫星的第三同步等级。具体地，对每个目标历史待同步通信卫星生成一个对应的随机数，其中，每个目标历史待同步通信卫星所对应的随机数不相同，将生成的随机数作为目标历史待同步通信卫星的第三同步等级。

[0059] 步骤S1126，在第二卫星通信网络中选择第四授时节点；其中，第四授时节点为第二卫星通信网络中，第三同步等级最高的目标历史待同步通信卫星；利用第四授时节点对待同步通信卫星进行授时同步操作。可选地，在比较第三同步等级高低时，规定第三同步等级所对应的随机数越小，第三同步等级越高。

[0060] 可选地，待同步通信卫星通过双向对比授时实现与第四授时节点之间的时间同步。

[0061] 下面举例说明本发明实施例提供的基于链路测量的卫星网络自主时间同步方法。例如，图4是根据本发明实施例提供的一种实现分级时间同步之后的第一卫星通信网络的示意图。如图4所示，将第一卫星通信网络中各个授时节点与授时主信关站之间的链路连接关系，划分为多个主同步等级(即，第一同步等级信息)，进一步包括以下步骤：

[0062] 步骤S401，将第一卫星通信网络中的授时节点的同步等级设定为{主同步等级(即，第一同步等级信息)；次同步等级(即，第二同步等级信息)；第三同步等级}组合；选择一个信关站为授时主信关站，为授时主信关站设置主同步等级标识信息为0，则授时主信关站的主同步等级为0级，即图4中的主同步等级0。可选地，0级主同步等级为最高级主同步等级。

[0063] 步骤S402，与授时主信关站进行通信的通信卫星通过双向对比授时同步到授时主信关站的时间，并标记与授时主信关站进行通信的通信卫星的主同步等级标识信息为1级，即图4中的主同步等级1。

[0064] 步骤S403，待同步通信卫星与多个已知主同步等级的授时节点存在链路并能通过对比授时进行同步时，选择与主同步等级最高的授时节点进行授时同步操作，并根据主同步等级最高的授时节点的主同步等级x将待同步通信卫星标记为x+1级主同步授时节点，其中，x为大于或等于0的整数。

[0065] 需要说明的是，在比较主同步等级的高低时，规定主同步等级x的同步等级比主同步等级x+1的同步等级高。

[0066] 步骤S404，当待同步通信卫星无法与任何其他授时节点通同步时，标记为M+N级主同步等级授时节点，多个M+N级主同步等级授时节点进行互同步。

[0067] 需要说明的是，待同步通信卫星无法与任何其他授时节点通同步的情况，发生在所有地面站(即信关站)都不可用的情况下。

[0068] 通过以上描述可知，本发明实施例提供的一种基于链路测量的卫星网络自主时间同步方法，通过建立分级同步等级的方式，解决了待同步通信卫星在无法与所有地面信关站建立链路连接的情况下的授时同步的技术问题。

[0069] 如图4所示，本发明实施例提供的方法还包括：用户终端与过顶通信卫星通过双向对比授时实现与所述通信卫星的时间同步，以满足通信系统本身的需要。

[0070] 图5是本发明实施例提供的一种双向对比授时的一般原理示意图。双向对比授时是卫星网络中的常用技术，这里以地面终端与通信卫星之间的双向对比授时为例。其中地面终端表示低优先级同步源，需要到通信卫星这一高优先级同步源的时间上。

[0071] 在测量过程中，地面终端向通信卫星发送测量请求，通信卫星在接收到测量请求Dt2时间后发送测量应答，在测量应答中包含Dt2和通信卫星接收到测量请求的起始时刻的卫星时间Ts和星上时刻Ts，地面终端在地面时刻Tg接收到测量应答。地面终端在收到测量应答后可获得如下信息：

[0072] 星地距离dsg：

[0073] dsg＝(Dt4+Dt1-Dt2)*C/2，其中C为光速；

[0074] 星地时间差Te：

[0075] Te＝Tg-(Ts+(Dt4+Dt1+Dt2)/2)。

[0076] 地面终端在获得星地时间差后，校准自己的时间，尽量与卫星时间同步。在测量过程中，通信卫星在不断的运动。通信卫星的运动会带来双向对比授时的路径不对称性，即图5中Dt1与Dt3的不相等。Dt1-Dt3反映了在测量的Dt3时间里通信卫星与地面终端的相对运动。在地面设备不运动的情况下，这一部分相对运动的初始速度可以用轨道根数进行精确到厘米的计算，因此，这一部分的影响可以有效的计算得到，对最终测量的误差影响较小。
如果上下行链路采用不同频率，还存在电离层的影响，也有专门的修正公式。双向对比授时的具体方法在不同的实现中有所变化，但是基本原理不变。

[0077] 由以上描述可知，在本发明实施例中，采用获取待同步通信卫星和多个授时节点之间的链路连接信息，其中，多个授时节点为第一卫星通信网络中的节点；基于链路连接信息判断待同步通信卫星与多个授时节点之间是否存在链路；若是，则在多个授时节点中选择第一授时节点，其中，第一授时节点为多个授时节点中第一同步等级信息最高的授时节点，第一同步等级信息为第一卫星通信网络预先根据多个授时节点与第一卫星通信网络中授时主信关站之间的链路连接关系确定的用于表征授时节点与授时主信关站之间的链路连接关系的信息；利用第一授时节点对待同步通信卫星进行授时同步操作的方式，达到了在卫星通信网络获得时空基准的过程中，在星载导航接收机无法与地面信关站之间建立连接的情况下，依然能够对通信卫星进行授时操作的技术效果。

[0078] 实施例二：

[0079] 本发明实施例还提供了一种基于链路测量的卫星网络自主时间同步系统，该基于链路测量的卫星网络自主时间同步系统主要用于执行本发明实施例上述内容所提供的一种基于链路测量的卫星网络自主时间同步方法，以下对本发明实施例提供的一种基于链路测量的卫星网络自主时间同步系统做具体介绍。

[0080] 图6是根据本发明实施例的一种基于链路测量的卫星网络自主时间同步系统的示意图，如图6所示，该系统主要包括：获取模块10，链路判断模块20，第一授时模块30。

[0081] 具体地，获取模块10，用于获取待同步通信卫星和多个授时节点之间的链路连接信息，其中，多个授时节点为第一卫星通信网络中的节点，多个授时节点包括以下至少一种：信关站，通信卫星，用户终端。

[0082] 链路判断模块20，用于基于链路连接信息判断待同步通信卫星与多个授时节点之间是否存在链路。

[0083] 第一授时模块30，用于若待同步通信卫星与多个授时节点之间存在链路，则在多个授时节点中选择第一授时节点，其中，第一授时节点为多个授时节点中第一同步等级信息最高的授时节点，第一同步等级信息为第一卫星通信网络预先根据多个授时节点与第一卫星通信网络中授时主信关站之间的链路连接关系确定的用于表征授时节点与授时主信关站之间的链路连接关系的信息。

[0084] 第一授时模块30，还用于利用第一授时节点对待同步通信卫星进行授时同步操作。

[0085] 如图6所示，本发明实施例提供的系统还包括：第二授时模块40，用于：

[0086] 若判断出待同步通信卫星与多个授时节点之间不存在链路，则将待同步通信卫星标记为第二授时节点；

[0087] 若判断出历史待同步通信卫星中被标记为第二授时节点的卫星的数量为多个，则实现待同步通信卫星和第二卫星通信网络之间的授时同步操作，其中，第二卫星通信网络为基于历史待同步通信卫星中被标记为第二授时节点的目标历史待同步通信卫星组成的通信网络。

[0088] 所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统和装置的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

[0089] 除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对步骤、数字表达式和数值并不限制本发明的范围。

[0090] 附图中的流程图和框图显示了根据本发明的多个实施例的系统、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分，所述模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。

[0091] 在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统、装置和方法，可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，又例如，多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些通信接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

[0092] 所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

[0093] 另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。

[0094] 所述功能如果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，可以存储在一个处理器可执行的非易失的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，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)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(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

[0095] 最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本发明的具体实施方式，用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，本发明的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

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发明内容

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具体实施方式

该功能需要专业版企业版VIP权限，您可以：