基于卫星授时控制器的设计与实现

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1、第32卷第6期2013年12月飞行器测控学报JournalofSpacecraftTT&CTechnologyV01．32No．6Dec．2013基于卫星授时控制器的设计与实现+何海英，龚光林，田小平(北京跟踪与通信技术研究所·北京·100094)摘要：针对一些小型试验场或舰船上的条件局限性，对授时、控制等参试设备提出了更高的要求，希望提供一种功能全面、携带方便的小型化设备，用以满足试验的多种需求。为解决这个问题，研制了新一代时统设备——卫星授时控制器。基于GPS(全球定位系统)／BD孓Ⅱ(“北斗”二代)卫星授时原理，采用功能较强的微控制器和可编程器件产

2、生多种时频信号、控制信号和模拟导航信息，实现了定时、控制、接收和产生等多重功能，提高了设备的集成性、通用性和便携性；同时采用倍频、锁相、驯服等技术，使设备10MHz频率源的准确度提高2个量级，卫星同步精度优于50as。该控制器已成功应用于移动测控站和舰船试验中，效果良好。关键词：全球定位系统／“北斗”二代(GPS／BDS-1I)；卫星授时；时频信号；模拟导航信息中图分类号：TP368．1文献标志码：A文章编号：16745620(2013)06—513一05DOI：10．7642／j．issn．1674—5620．201306一0513一05Designa

3、ndImplementationofaTimingandControlSystemBasedonSatelliteTimingHEHaiying，GONGGuanglin，TIANXiaoping(BeijingInstituteofTrackingandTelecommunicationsTechnology，Beijing100094)Abstract：Thispaperproposesafull—functionportablecompacttimingandcontrolsystemtOmeetrequirementsforapplication

4、atsmall—scaletestrangesorships．BasedonGPS(GlobalPositioningSystem)／BDS-II(BeiDouSystem—lI)timing，thenewgenerationsatellitetimingcontrollerusespowerfulMCU(MicroprogramControlUnit)andCPI。D(ComplexProgrammableLogicDevices)tOgeneratemultipletimeandfrequencysignals，controlsignalsandsi

5、mulationnavigationmessagestOintegratetiming，control，receptionandgenerationcapabilitiesinageneral—pur—poseportablesystem．Astheresultofusingfrequencymultipliertechnology，phase-lockingtechnologyandtamingtechnology，theaccuracyofthe10MHzfrequencysourceofthesystemisincreasedbytwoorders

6、ofmagnitudeandthesynchronizationaccuracybasedonsatellitetimingisbetterthan50ns．ThetimingandcontrolsystemhasbeenvalidatedthroughsuccessfuluseatdifferentportableTTb．C(Telemetry，TrackingandCommand)stationsandships．Keywords：GlobalPositioningSystem(GPS)／BeiDouSystem一Ⅱ(BD孓1I)；satellite

7、timing；timeandfrequencysig—nal：simulationnavigationmessage0引言随着二代导航卫星组网的加快建设，BDS(“北斗”系统)和美国GPS(全球定位系统)、俄罗斯GLONASS(全球导航卫星系统)、欧盟“伽利略”系统成为全球四大导航系统。目前在国内授时领域，BDS和GPS应用较为广泛‘卜2I。另外还有一些双星(GPS／GLONASS)或三星(BDS／GPS／GLONASS)组合授时。基于可靠性原则，本文介绍的卫星授时控制器采用GPS／BDS一Ⅱ(“北斗”二代)双冗余单系统授时方式。通常情况下，试验靶场由多

8、个分系统组成，其中，授时、控制设备是必不可少的组成部分。前者为靶场其他系统提供统