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航天车载时统设备系统方案和厂家介绍

2020-02-29 17:25:51 admin 0


在航天活动中,各测控站所获取、记录的测量数据和事件都必须有严格统一的同一时间标准才能对它们进行分析和处理,才具有使用价值。车载时统设备系统还用于控制程序仪器,完成火箭、导弹的点火和使仪器按程序工作。

 

航天车载时统设备系统是为测控系统提供统一标准时间信号和标准频率信号的系统。航天测控设备种类多、数量大、分布广,如果没有统一的时间长度,根本无法完成任务。发射起飞时间(L)、各级火箭发动机的点火与关机时间、分离时间、数据注入时间、星(船)箭分离时间、航天器人轨时间等关键事件特征点都需要时统系统提供准确的时刻时统系统连续可靠、稳定的运行是测控系统正常工作的前提,其性能优劣直接影响航天测控系统的测量精度和测量体制。典型的时间统一系统组成如右图所示。车载时统设备系统由时间频率基准及发播系统、定时校频信号接收系统、本地频率标准、时间码产生器、分配放大器和用户设备等组成。 

 

总体上来说航天车载时统设备系统的授时方式应根据实际需要进行调整,对于前端采集设备,服务器等对时统精度要求高的设备应采用高精度授时方式例如IRIG-B码10M频率、PPS等发方式,对于显示终端等对时统精度要求不太严格的设备可以采用网络NTP授时模式。

 

如果航天车载时统设备系统主要为数据采集系统提供时间信息,给多数采集系统采集的数据打上时标,在靶场测试系统中,每个分站都配备测试及数据采集设备,为保证其测试的精准性,每个分站都为其配备一个完整的时统设备。

 

车载时统设备时统系统是整个测控系统的重要组成部分,其主要功能是产生、保持、同步、监控本地时间频率信号,用于为其他分系统设备提供统一、精确、可靠的时间和频率信号,并对时统分系统各设备运行状态进行监控。

 

 

一、车载时统设备系统主要功能

1) 车载时统设备系统本地时间产生和保持功能:通过接收北斗GPS卫星信号,获取标准时间信息,同步本地时间,产生标准脉冲信号(1PPS)和标准时码信号(IRIG-B),当失去外部时间源时,本地时间能够依靠本地高稳定度恒温晶振保持走时;

2) 外部时统功能:能够接收外部时统信号(IRIG-B DC/AC码等)同步本地时间,当外时统失效或失锁时,能够自动转为内时统守时运行,保持本地时间和输出时码连续性;

3) 网络时统功能:能够接收指挥中心时统服务器的网络时统授时服务。

4) 外部起飞触发功能:能够接收外部起飞脉冲信号,并在起飞脉冲信号的上升沿锁存本地时间并上报。

5) 标准频率产生功能:能够利用授时接收机的定时脉冲,校正本地频率源的准确度,采用低相噪锁相环技术和频率分配放大技术,产生本地标准频率信号(10MHz);

6) 外频标输入:能够接收外部输入的原子频标信号(10MHz等),本地频标能够自动锁频锁相到外频标,利用本地低相噪锁相环技术,净化外频标的相位噪声,提高短期稳定度;

7) 具备闰年闰秒管理功能

8) 网络监控:能够对设备运行状态进行实时监测,并对存在的故障进行判断和定位,最终将监测结果、故障代码、设备运行状态等上报;

 

二、车载时统设备系统工作原理

时频终端产生并保持本地时间,它内置有高精度北斗GPS授时接收机,通过获取北斗GPS卫星信号将本地时间溯源到标准时间;同时支持外时统IRIG-B(AC/DC)时码解码功能,将本地时间同步到外部时统源;当外部时统失效或失锁时,设备能够依靠内部高稳定度的恒温晶振保持高精度走时。此外,时频终端支持外部起飞信号输入、支持接收网络授时信息、支持闰秒闰年管理、支持网络状态监控等功能。

时码分配器的主要功能是将时频终端输出的1路IRIG-B(DC)码分配成多路IRIG-B(DC)码输出。

三、车载时统设备系统结构设计

车载时统设备系统结构采用标准19英寸3U高度机箱,机箱总深度为300mm。

1) 前面板设计 


2) 后面板设计

车载时统设备系统后面板用于各类输入输出信号接口,包括天线入、B码入、BAC码输出、1PPS输出、BDC码输出、10MHz输出、外频标输入、授时接收机解调秒输出、监控网口、NTP/PTP网口、串口、电源及接地柱等。 


1.1.1 结构设计

车载时统设备系统时码分配器机箱结构采用标准19英寸2U高度机箱,机箱总深度为300mm。

1) 前面板设计

 

车载时统设备系统时码分配器的前面板是用户对设备操作的主要界面,前面板主要包括LED状态指示灯,切换按键、电源开关等。

2) 后面板设计 


车载时统设备系统时码分配器的后面板是时码输入输出信号接口,包括外部IRIG-B(DC)码输入、IRIG-B(DC)码输出、监控网口接口、电源及接地柱等。

 

 

目前北斗时频的时统设备主要应用于航天测控领域,北斗时频和航天五院、航天九院、航天二院有深度合作,在深空探索、北斗授时、测控基站建设方面,北斗时频的时统系统,时统环球体育,时统卡,授时卡,时统设备,时频终端有广泛应用。北斗时频环球体育的时统设备具有精度高、稳定性好、功能强、无积累误差、不受地域气候等环境条件限制、性价比高、操作简单、免维护等特点,适合无人值守。机架式时统设备高精度时间同步系统设备采用全模块化结构设计,不仅实现了板卡全兼容,还提供了丰富的信号接口资源和开放式特殊接口设计平台,具备优异的兼容能力。可提供多路NTP/SNTP协议信号、PTP(1588)协议信号、脉冲信号、IRIG-B信号、10MHz频率时间同步信号,可以满足不同设备的对时接口要求。


 



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