Исследование алгоритмов коррекции задержки движения космических аппаратов при временной синхронизации

А.Ю. Федоринов; В.В. Перлюк

doi:10.18127/j20700814-202504-07

Исследование алгоритмов коррекции задержки движения космических аппаратов при временной синхронизации

научная статья УДК 629.788.014.18 Страницы: 57-63 doi.org/10.18127/j20700814-202504-07

^1,2 Санкт-Петербургский государственный университет аэрокосмического приборостроения (Санкт-Петербург, Россия)

Ключевые слова: Межспутниковая связь синхронизация по времени задержка движения вычисление псевдодальности по одной точке

Аннотация

Постановка проблемы. Поскольку современные космические исследования простираются от Земли до дальнего космоса, для космических аппаратов с высокими относительными скоростями движения становится трудно обеспечить временную синхронизацию.

Цель. Произвести оценку алгоритма коррекции времени задержки спутников, связанной с движением по орбите.

Результаты. Создан алгоритм, требующий информации только о скорости и местоположении одной из сторон синхронизации времени для коррекции разницы задержки, так что ошибка скорости стороны с плохой точностью измерения времени не влияет на точность двусторонней синхронизации времени. Проверена эффективность алгоритма с помощью имитационных испытаний. Осуществимость алгоритма коррекции задержки движения подтверждена данными измерений между спутниками. Показано, что метод не только учитывает скорость движения одной стороны, но и интегрирует информацию о местоположении обеих сторон в процессе реализации синхронизированной по времени коррекции задержки движения и достигает точной коррекции задержки движения.

Практическая значимость. По сравнению с традиционным методом, существенное преимущество этого метода заключается в том, что он может полагаться на информацию о скорости одной стороны с более высокой точностью для выполнения коррекции задержки движения. Даже если информация о скорости другой стороны имеет низкую точность, точность коррекции может быть гарантирована, что особенно подходит для случая более низкой точности скорости другой стороны.

Поступила: 29.07.2025
Одобрена: 14.08.2025
Принята: 28.08.2025

Для цитирования

Федоринов А.Ю., Перлюк В.В. Исследование алгоритмов коррекции задержки движения космических аппаратов при временной синхронизации // Информационно-измерительные и управляющие системы. 2025. Т. 23. № 4. С. 57−63. DOI: https://doi.org/10.18127/j20700814-202504-07

Список источников

BAN Yalong, LI Peizhou, KANG Ronglei, et al. Dual-base SAR high-precision time-frequency synchronization method based on BDS differential // Telecommunications Technology. 2024. 64(07): 1095−1101. DOI:10.20079/j.issn.1001-893x.240122001.
Liu P., Zhang S., Zhou Z., et al. Multiple satellite and ground clock sources-based high-precision time synchronization and lossless switching for distribution power system // IET Communications. 2023. 17(18): 2041−2052.
Yanming G., Yan B., Jian Z., et al. Methods and assessments of two-way time synchronization based on BDS-3 Ka-band satellite-ground link observations // GPS Solutions. 2023. 27(3).
Tan Shusen. Bidirectional pseudorange time synchronization of navigation satellites // Chinese Engineering Science. 2006. 8(12): 5. DOI:10.3969/j.issn.1009-1742.2006.12.008.
Chen Zhuming, Guo Tingyuan, Jiang Chaolu. A new method of MEO satellite star-ground time synchronization // Journal of University of Electronic Science and Technology. 2007. 36(1): 4. DOI:10.3969/j.issn.1001-0548.2007.01.011.
Wang W., Zang W., Chi W., Peng J., Gong H., Sun G. A real-time high-precision time synchronization method for low-orbit satellites based on RT-PPP // Global Positioning System. 2021. 46(05): 26−32.
SONG Xiaoyong, JIA Xiaolin, MAO Yue. A two-step filter time synchronization method based on interstellar ranging // Journal of Wuhan University (Information Science Edition). 2009. 34(11): 4. DOI:CNKI:SUN:WHCH.0.2009-11-010.
Xiao Y., Wang X.T., Jiao W.H. Establishment and Simulation Experiment of Star-Earth Bidirectional Pseudo-Range Model // Journal of Wuhan University (Information Science Edition). 2009. 34(7): 4. DOI:CNKI:SUN:WHCH.0.2009-07-002.
BAI Yan, LU Xiaochun, GAO Tian. Improved time synchronization algorithm for interstellar links based on single-point pseudorange imputation // Journal of Wuhan University (Information Science Edition). 2021. 46(07): 1044−1052. DOI:10.13203/j.whugis20190256.
Rengui Nguyen, Xiaolin Jia, Jun Zhu, et al. Integrated orbiting and time synchronization of BeiDou-3 satellites with joint star-ground and inter-satellite Ka pseudorange // Journal of Surveying and Mapping. 2020. 49(3): 8. DOI:CNKI:SUN:CHXB.0.2020-03-005.
Lu C.X., Saputra M.R.U., Zhao P., Almalioglu Y., de Gusmao P.P.B., Chen C., Sun K., Trigoni N., Markham A. Milliego: Single-chip mmWave radar aided egomotion estimation via deep sensor fusion // Proceedings of the 18th Conference on Embedded Networked Sensor Systems. Ser. SenSys’20. 2020.
Федоринов А.Ю., Перлюк В.В. Исследование алгоритма синхронизации времени для низкоорбитальной группировки микроспутников // Информационно-измерительные и управляющие системы. 2023. Т. 21. № 4. С. 58−69. DOI:10.18127/j20700814-202304-08.

[1] BAN Yalong, LI Peizhou, KANG Ronglei, et al. Dual-base SAR high-precision time-frequency synchronization method based on BDS differential // Telecommunications Technology. 2024. 64(07): 1095−1101. DOI:10.20079/j.issn.1001-893x.240122001.

[2] Liu P., Zhang S., Zhou Z., et al. Multiple satellite and ground clock sources-based high-precision time synchronization and lossless switching for distribution power system // IET Communications. 2023. 17(18): 2041−2052.

[3] Yanming G., Yan B., Jian Z., et al. Methods and assessments of two-way time synchronization based on BDS-3 Ka-band satellite-ground link observations // GPS Solutions. 2023. 27(3).

[4] Tan Shusen. Bidirectional pseudorange time synchronization of navigation satellites // Chinese Engineering Science. 2006. 8(12): 5. DOI:10.3969/j.issn.1009-1742.2006.12.008.

[5] Chen Zhuming, Guo Tingyuan, Jiang Chaolu. A new method of MEO satellite star-ground time synchronization // Journal of University of Electronic Science and Technology. 2007. 36(1): 4. DOI:10.3969/j.issn.1001-0548.2007.01.011.

[6] Wang W., Zang W., Chi W., Peng J., Gong H., Sun G. A real-time high-precision time synchronization method for low-orbit satellites based on RT-PPP // Global Positioning System. 2021. 46(05): 26−32.

[7] SONG Xiaoyong, JIA Xiaolin, MAO Yue. A two-step filter time synchronization method based on interstellar ranging // Journal of Wuhan University (Information Science Edition). 2009. 34(11): 4. DOI:CNKI:SUN:WHCH.0.2009-11-010.

[8] Xiao Y., Wang X.T., Jiao W.H. Establishment and Simulation Experiment of Star-Earth Bidirectional Pseudo-Range Model // Journal of Wuhan University (Information Science Edition). 2009. 34(7): 4. DOI:CNKI:SUN:WHCH.0.2009-07-002.

[9] BAI Yan, LU Xiaochun, GAO Tian. Improved time synchronization algorithm for interstellar links based on single-point pseudorange imputation // Journal of Wuhan University (Information Science Edition). 2021. 46(07): 1044−1052. DOI:10.13203/j.whugis20190256.

[10] Rengui Nguyen, Xiaolin Jia, Jun Zhu, et al. Integrated orbiting and time synchronization of BeiDou-3 satellites with joint star-ground and inter-satellite Ka pseudorange // Journal of Surveying and Mapping. 2020. 49(3): 8. DOI:CNKI:SUN:CHXB.0.2020-03-005.

[11] Lu C.X., Saputra M.R.U., Zhao P., Almalioglu Y., de Gusmao P.P.B., Chen C., Sun K., Trigoni N., Markham A. Milliego: Single-chip mmWave radar aided egomotion estimation via deep sensor fusion // Proceedings of the 18th Conference on Embedded Networked Sensor Systems. Ser. SenSys’20. 2020.

[12] Федоринов А.Ю., Перлюк В.В. Исследование алгоритма синхронизации времени для низкоорбитальной группировки микроспутников // Информационно-измерительные и управляющие системы. 2023. Т. 21. № 4. С. 58−69. DOI:10.18127/j20700814-202304-08.