专利名称：一种卫星通信中的同步方法
技术领域：
本发明涉及卫星通信领域，尤其涉及一种卫星通信中的同步方法。
背景技术：
在卫星通信系统中，卫星需要将其GPS模块输出的卫星当前星历(即轨道参数，包括卫星位置矢量、速度矢量等)广播下发到地面系统以实现系统同步。然而由于GPS模块输出具有较大的瞬时误差，因此卫星需要将GPS输出的星历进行相应处理(例如平滑估计等)，得到较可靠的星历后才能进行广播，以帮助地面系统实现更准确的同步。另外，地面终端若不间断的接收卫星广播星历，将消耗大量资源，而且由于卫星通信链路的复杂性还可能造成部分广播星历接收失败，因此终端进行必要的轨道参数外推是非常必要的。
申请号为200710176598. X，名称为“全球定位系统定位结果的平滑及信号缺失下的外推方法”的发明专利申请公开了一种对GPS模块输出结果进行平滑及外推的方法，其方法通过载波相位法和卡尔曼滤波法计算接收机速度，根据接收机速度采用自适应长度的平滑窗口进行平滑和采用自适应阶数的拟合多项式进行外推，虽然精度较好，但复杂度较高， 计算导致的系统时延较大。由于卫星通信系统对成本和实时性要求较高，并且地面终端与卫星的同步对卫星轨道参数的绝对精度要求较低而仅仅要求相对精度较高，因此该专利申请公开的方法对卫星通信系统不太适用。发明内容
本发明提出了一种卫星通信中的同步方法，包含以下步骤
a.卫星对其GPS模块输出的星历进行平滑计算，得到平滑后的星历；
b.卫星周期性的将平滑后的星历进行广播下发，地面终端周期性的发起测距；
c.地面终端根据接收到的平滑后的星历进行轨道外推，根据轨道外推结果和测距结果，与卫星进行同步。
优选的，步骤a在进行平滑计算之前，先删除较大误差的星历。
优选的，步骤c采用工程近似算法进行轨道外推。所述工程近似算法可以为数值积分法。
优选的，步骤c具体为1，地面终端根据接收到的平滑后的星历进行轨道外推，得到延长时间段的轨道参数；2，地面终端根据延长时间段的轨道参数计算出地面终端与卫星的距离较上一次成功测距时刻的距离变化；3，地面终端根据所述距离变化调整同步偏移量，完成同步。
优选的，可以对卫星广播下发星历的时间周期和终端发起测距的时间周期进行联合调整，使得地面终端接收信号的解调性能不超过可接受的最大同步误差。
本发明提供的方法在满足系统性能指标要求的时间范围内利用本地外推结果进行同步，避免了不间断的接收星历信息而消耗大量系统资源，并且由于利用测距结果 对轨道外推结果进行了补偿，使得相对精度更高，与现有技术相比，实时性更强，实现结构更简单，成本更低，更适用于卫星通信系统的同步策略。
图1是本发明具体实施例的同步过程的流程框图。具体实施例
下面结合附图对本发明的具体实施方式
作详细的说明。
本实施例的卫星通信的同步方法如图1所示，其具体流程步骤如下
步骤101、卫星的GPS模块输出星历
本实施例所提及的星历(即轨道参数，包括卫星位置矢量、速度矢量等)均为ECI 坐标系(也叫惯性坐标系，即以地心为圆心、黄赤交线为X轴、地轴北极为Z轴、符合右手系的直角坐标系)下的数值。
卫星GPS模块输出的星历包括当前时刻t、当前时刻的卫星位置矢量三轴坐标X、 y> Z及速度矢量三轴坐标dx、dy、dz。
步骤102、卫星将GPS模块输出的阿星历写入固定长度的平滑缓存
卫星周期性的将连续2N+1个星历写入长度为2N+1的缓存中。由于GPS 存在瞬时较大输出误差，因此需要删除缓存中可能存在的较大误差，通过计算
权利要求
1.一种卫星通信中的同步方法，其特征在于，包含以下步骤a.卫星对其GPS模块输出的星历进行平滑计算，得到平滑后的星历；b.卫星周期性的将平滑后的星历进行广播下发，地面终端周期性的发起测距；c.地面终端根据接收到的平滑后的星历进行轨道外推，根据轨道外推结果和测距结果，与卫星进行同步。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于步骤a，在进行平滑计算之前，先删除较大误差的星历。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于步骤C，采用工程近似算法进行轨道外推。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述工程近似算法为数值积分法。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于步骤c具体为5.1地面终端根据接收到的平滑后的星历进行轨道外推，得到延长时间段的轨道参数；5. 2地面终端根据延长时间段的轨道参数计算出地面终端与卫星的距离较上一次成功测距时刻的距离变化；5.3地面终端根据所述距离变化调整同步偏移量，完成同步。
6.根据权利要求1或5所述的方法，其特征在于，对卫星广播下发星历的时间周期和终端发起测距的时间周期进行联合调整，使得地面终端接收信号的解调性能不超过可接受的最大同步误差。
全文摘要
本发明提出了一种卫星通信中的同步方法，包含以下步骤a.卫星对其GPS模块输出的星历进行平滑计算，得到平滑后的星历；b.卫星周期性的将平滑后的星历进行广播下发，地面终端周期性的发起测距；c.地面终端根据接收到的平滑后的星历进行轨道外推，根据轨道外推结果和测距结果，与卫星进行同步。本发明利用测距结果对轨道外推结果进行了补偿，使得相对精度更高，与现有技术相比，实时性更强，实现结构更简单，成本更低。
文档编号H04W84/06GK103037500SQ20111030037
公开日2013年4月10日 申请日期2011年9月29日 优先权日2011年9月29日
发明者董源, 黄其华 申请人:北京信威通信技术股份有限公司