Усовершенствованные синхронизация по времени и передача значений времени для группировок спутников посредством определения расстояния между спутниками и использования источника точного времени

Усовершенствованные синхронизация по времени и передача значений времени для группировок спутников посредством определения расстояния между спутниками и использования источника точного времени

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Ссылки на родственные заявки

Область техники

Настоящее изобретение относится к усовершенствованным синхронизации по времени и передаче значений времени для синхронизации по времени и передачи значений времени для группировок спутников, в частности оно относится к усовершенствованным синхронизации по времени и к передаче значений времени для группировок спутников посредством определения расстояния между спутниками и использования источника точного времени.

Раскрытие изобретения

Настоящее изобретение относится к способу, системе и устройству для усовершенствованных синхронизации по времени и передачи значений времени для группировок спутников посредством определения расстояния между спутниками и использования источника точного времени. В частности, настоящее изобретение предлагает способ синхронизации по времени для группировки спутников. Раскрытый способ включает передачу, по меньшей мере одним первым спутником, по меньшей мере одного сигнала определения расстояния между спутниками по меньшей мере на один второй спутник. В одном или более вариантов реализации по меньшей мере один первый спутник и/или по меньшей мере один второй спутник представляет собой синхронизирующий спутник со временем синхронизации. Способ дополнительно включает прием по меньшей мере одним вторым спутником по меньшей мере одного сигнала определения расстояния между спутниками. Кроме того, способ включает вычисление по меньшей мере одного результата измерения расстояния от по меньшей мере одного первого спутника до по меньшей мере одного второго спутника при использовании значения времени, прошедшего от передачи по меньшей мере одного сигнала определения расстояния между спутниками до приема по меньшей мере одного сигнала определения расстояния между спутниками. Кроме того, способ включает вычисление оценки времени и частоты для по меньшей мере одного первого спутника и для по меньшей мере одного второго спутника друг относительно друга с целью синхронизации времени и частоты для по меньшей мере одного первого спутника и/или по меньшей мере одного второго спутника при использовании по меньшей мере одного результата измерения расстояния и/или времени синхронизации по меньшей мере от одного синхронизирующего спутника.

В одном или более вариантов реализации настоящего изобретения по меньшей мере один первый спутник представляет собой синхронизирующий спутник со временем синхронизации, и по меньшей мере один второй спутник представляет собой несинхронизирующий спутник без времени синхронизации. По меньшей мере в одном варианте реализации настоящего изобретения время синхронизации представляет собой точное время. В некоторых вариантах реализации настоящего изобретения по меньшей мере один синхронизирующий спутник принимает время синхронизации посредством по меньшей мере одного сигнала глобальной навигационной системы GPS, по меньшей мере одного сигнала глобальной навигационной спутниковой системы ГЛОНАСС, по меньшей мере одного сигнала спутника Galileo, по меньшей мере одного сигнала навигационной системы Бэйдоу и/или посредством атомных часов. В одном или более вариантов реализации настоящего изобретения время синхронизации не представляет собой точное время. По меньшей мере в одном варианте реализации настоящего изобретения по меньшей мере один второй спутник представляет собой синхронизирующий спутник со временем синхронизации, и по меньшей мере один первый спутник представляет собой несинхронизирующий спутник без времени синхронизации.

По меньшей мере в одном варианте реализации настоящего изобретения способ дополнительно включает выработку по меньшей мере одного сигнала коррекции для синхронизации времени и частоты для по меньшей мере одного первого спутника и/или по меньшей мере одного второго спутника и передачу по меньшей мере одного сигнала коррекции по меньшей мере на один первый спутник и/или по меньшей мере на один второй спутник. В некоторых вариантах реализации настоящего изобретения по меньшей мере один первый спутник и по меньшей мере один второй спутник представляют собой спутник на низкой околоземной орбите, спутник на средней околоземной орбите и/или спутник на геостационарной орбите. В некоторых вариантах реализации настоящего изобретения спутник на низкой околоземной орбите представляет собой спутник на низкой околоземной орбите типа Iridium или спутник на низкой околоземной орбите типа Iridium Следующего Поколения.

В одном или более вариантов реализации настоящего изобретения раскрытый способ использует группировку спутников типа Iridium на низкой околоземной орбите. По меньшей мере в одном варианте реализации настоящего изобретения каждый из группировки спутников типа Iridium на низкой околоземной орбите имеет геометрию антенны, излучающую сорок восемь (48) узких лучей с диаграммой направленности в виде различимых узких лучей. По меньшей мере в одном варианте реализации настоящего изобретения по меньшей мере один сигнал межспутниковой связи может быть передан от по меньшей мере одного из спутников типа Iridium в группировке. Сорок восемь (48) узких лучей спутника типа Iridium могут быть использованы для передачи локализованных сигналов в точки приема (например, опорные станции), расположенные на поверхности Земли или около нее. Следует отметить, что при использовании одного из вышеописанных спутников типа Iridium на низкой околоземной орбите мощность передаваемого сигнала достаточно велика для обеспечения возможности надежного проникновения сигнала во внутриквартирную среду, причем для реализации этого могут быть использованы способы кодирования сигнала. Следует далее отметить, что эта система может использовать по меньшей мере один спутник типа Iridium следующего поколения или конфигурацию в виде комбинации существующих спутников типа Iridium со спутником типа Iridium следующего поколения.

В одном или более вариантов реализации настоящего изобретения способ дополнительно включает передачу по меньшей мере одним синхронизирующим спутником по меньшей мере одного сигнала позиционирования по меньшей мере на одну опорную станцию. Способ также включает прием по меньшей мере одной опорной станцией по меньшей мере одного сигнала позиционирования. Кроме того, способ включает вычисление по меньшей мере одного результата измерения позиционного расстояния от по меньшей мере одного синхронизирующего спутника до по меньшей мере одной опорной станции при использовании значения времени, прошедшего от момента передачи по меньшей мере одного сигнала позиционирования до момента приема по меньшей мере одного сигнала позиционирования. Кроме того, способ включает вычисление оценки орбитального позиционирования для по меньшей мере одного первого спутника и/или по меньшей мере одного второго спутника при использовании по меньшей мере одного результата измерения расстояния, времени синхронизации, данных позиционирования от по меньшей мере одного синхронизирующего спутника и/или по меньшей мере одного результата измерения позиционного расстояния. По меньшей мере в одном варианте реализации настоящего изобретения по меньшей мере один синхронизирующий спутник принимает данные о расположении посредством по меньшей мере одного сигнала глобальной навигационной системы GPS, по меньшей мере одного сигнала глобальной навигационной спутниковой системы ГЛОНАСС, по меньшей мере одного сигнала навигационной системы Бэйдоу и/или по меньшей мере одного сигнала спутника Galileo.

По меньшей мере в одном варианте реализации настоящего изобретения способ дополнительно включает передачу по меньшей мере одной опорной станцией по меньшей мере одного сигнала позиционирования по меньшей мере на один синхронизирующий спутник. Кроме того, способ включает прием, по меньшей мере одним синхронизирующим спутником, по меньшей мере одного сигнала позиционирования. Кроме того, способ включает вычисление по меньшей мере одного результата измерения позиционного расстояния по меньшей мере от одной опорной станции до по меньшей мере одного синхронизирующего спутника при использовании значения времени, прошедшего от момента передачи по меньшей мере одного сигнала позиционирования до момента приема по меньшей мере одного сигнала позиционирования (то есть, до времени прибытия по меньшей мере одного сигнала позиционирования относительно часов приемника, которые в этом случае размещены на синхронизирующем спутнике). Кроме того, способ включает вычисление оценки орбитального позиционирования для по меньшей мере одного первого спутника и/или по меньшей мере одного второго спутника посредством использования по меньшей мере одного результата измерения расстояния, времени синхронизации, данных позиционирования от по меньшей мере одного синхронизирующего спутника и/или по меньшей мере одного результата определения позиционного расстояния. В некоторых вариантах реализации настоящего изобретения по меньшей мере один синхронизирующий спутник принимает данные о расположении посредством по меньшей мере одного сигнала глобальной навигационной системы GPS, по меньшей мере одного сигнала глобальной навигационной спутниковой системы ГЛОНАСС, по меньшей мере одного сигнала навигационной системы Бэйдоу и/или по меньшей мере одного сигнала спутника Galileo.

В одном или более вариантов реализации настоящего изобретения способ синхронизации по времени для группировки спутников включает передачу по меньшей мере одним первым спутником по меньшей мере одного первого сигнала определения расстояния между спутниками по меньшей мере на один второй спутник. По меньшей мере в одном варианте реализации настоящего изобретения по меньшей мере один первый спутник и/или по меньшей мере один второй спутник представляет собой синхронизирующий спутник со временем синхронизации. Способ дополнительно включает прием по меньшей мере одним вторым спутником по меньшей мере одного первого сигнала определения расстояния между спутниками. Кроме того, способ включает передачу по меньшей мере одним вторым спутником по меньшей мере одного второго сигнала определения расстояния между спутниками по меньшей мере на один первый спутник. Кроме того, способ включает прием по меньшей мере одним первым спутником по меньшей мере одного второго сигнала определения расстояния между спутниками. Дополнительно способ включает вычисление по меньшей мере одного результата первого измерения расстояния от по меньшей мере одного первого спутника до по меньшей мере одного второго спутника при использовании значения времени, прошедшего от момента передачи по меньшей мере одного первого сигнала определения расстояния между спутниками до момента приема по меньшей мере одного первого сигнала определения расстояния между спутниками. Кроме того, способ включает вычисление по меньшей мере одного результата второго измерения расстояния от по меньшей мере одного второго спутника до по меньшей мере одного первого спутника при использовании значения времени, прошедшего от момента передачи по меньшей мере одного второго сигнала определения расстояния между спутниками до момента приема по меньшей мере одного второго сигнала определения расстояния между спутниками. Кроме того, способ включает вычисление оценки времени и частоты для по меньшей мере одного первого спутника и по меньшей мере одного второго спутника друг относительно друга с целью синхронизации времени и частоты для по меньшей мере одного первого спутника и/или по меньшей мере одного второго спутника при использовании по меньшей мере одного результата первого измерения расстояния, по меньшей мере одного результата второго измерения расстояния, и/или времени синхронизации от по меньшей мере одного синхронизирующего спутника.

По меньшей мере в одном варианте реализации настоящего изобретения система синхронизации по времени для группировки спутников содержит по меньшей мере один первый спутник, выполненный с возможностью передачи по меньшей мере одного сигнала определения расстояния между спутниками на по меньшей мере один второй спутник. Система дополнительно содержит по меньшей мере один второй спутник, выполненный с возможностью получения по меньшей мере одного сигнала определения расстояния между спутниками. В одном или более вариантов реализации настоящего изобретения по меньшей мере один первый спутник и/или по меньшей мере один второй спутник представляет собой синхронизирующий спутник со временем синхронизации. Кроме того, система содержит по меньшей мере один процессор, выполненный с возможностью вычисления по меньшей мере одного результата измерения расстояния от по меньшей мере одного первого спутника до по меньшей мере одного второго спутника при использовании значения времени, прошедшего от момента передачи по меньшей мере одного сигнала определения расстояния между спутниками до момента приема по меньшей мере одного сигнала определения расстояния между спутниками. Кроме того, система содержит по меньшей мере один процессор, выполненный с дополнительной возможностью вычисления оценки времени и частоты для по меньшей мере одного первого спутника и по меньшей мере одного второго спутника друг относительно друга с целью синхронизации времени и частоты для по меньшей мере одного первого спутника и/или по меньшей мере одного второго спутника при использовании по меньшей мере одного результата измерения расстояния и/или времени синхронизации от по меньшей мере одного синхронизирующего спутника.

В одном или более вариантов реализации настоящего изобретения по меньшей мере один процессор выполнен с дополнительной возможностью выработки по меньшей мере одного сигнала коррекции для синхронизации времени и частоты для по меньшей мере одного первого спутника и/или по меньшей мере одного второго спутника. По меньшей мере в одном варианте реализации настоящего изобретения система дополнительно содержит по меньшей мере одно передающее устройство, выполненное с возможностью передачи по меньшей мере одного сигнала коррекции по меньшей мере на один первый спутник и/или по меньшей мере на один второй спутник.

По меньшей мере в одном варианте реализации настоящего изобретения по меньшей мере один синхронизирующий спутник выполнен с дополнительной возможностью передачи по меньшей мере одного сигнала позиционирования по меньшей мере на одну опорную станцию. В некоторых вариантах реализации настоящего изобретения по меньшей мере одна опорная станция выполнена с возможностью получения по меньшей мере одного сигнала позиционирования. В одном или более вариантов реализации настоящего изобретения по меньшей мере один процессор выполнен с дополнительной возможностью вычисления по меньшей мере одного результата измерения позиционного расстояния от по меньшей мере одного синхронизирующего спутника до по меньшей мере одной опорной станции при использовании значения времени, прошедшего от момента передачи по меньшей мере одного сигнала позиционирования до момента приема по меньшей мере одного сигнала позиционирования, и вычисления оценки орбитального позиционирования для по меньшей мере одного первого спутника и/или по меньшей мере одного второго спутника при использовании по меньшей мере одного результата измерения расстояния, времени синхронизации, данных позиционирования от по меньшей мере одного синхронизирующего спутника и/или по меньшей мере одного определения позиционного расстояния.

В одном или более вариантов реализации настоящего изобретения система дополнительно содержит по меньшей мере одну опорную станцию, выполненную с возможностью передачи по меньшей мере одного сигнала позиционирования по меньшей мере на один синхронизирующий спутник. По меньшей мере в одном варианте реализации настоящего изобретения по меньшей мере один синхронизирующий спутник выполнен с дополнительной возможностью приема по меньшей мере одного сигнала на запрос позиционирования. В некоторых вариантах реализации настоящего изобретения по меньшей мере один процессор выполнен с дополнительной возможностью вычисления по меньшей мере одного результата измерения позиционного расстояния от по меньшей мере одной опорной станции до по меньшей мере одного синхронизирующего спутника при использовании значения времени, прошедшего от момента передачи по меньшей мере одного сигнала позиционирования до момента приема по меньшей мере одного сигнала позиционирования, и вычисления оценки орбитального позиционирования для по меньшей мере одного первого спутника и/или по меньшей мере одного второго спутника при использовании по меньшей мере одного результата измерения расстояния, времени синхронизации, данных позиционирования от по меньшей мере одного синхронизирующего спутника и/или по меньшей мере одного результата определения позиционного расстояния.

По меньшей мере в одном варианте реализации настоящего изобретения система синхронизации по времени для группировки спутников содержит по меньшей мере один первый спутник, выполненный с возможностью передачи по меньшей мере одного первого сигнала определения расстояния между спутниками по меньшей мере на один второй спутник и приема по меньшей мере одного второго сигнала определения расстояния между спутниками. Система дополнительно содержит по меньшей мере один второй спутник, выполненный с возможностью приема по меньшей мере одного первого сигнала определения расстояния между спутниками и передачи по меньшей мере одного второго сигнала определения расстояния между спутниками. В одном или более вариантов реализации настоящего изобретения по меньшей мере один первый спутник и/или по меньшей мере один второй спутник представляет собой синхронизирующий спутник со временем синхронизации. Кроме того, система содержит по меньшей мере один процессор, выполненный с возможностью вычисления по меньшей мере одного первого результата измерения расстояния по меньшей мере от одного первого спутника до по меньшей мере одного второго спутника при использовании значения времени, прошедшего от момента передачи по меньшей мере одного первого сигнала определения расстояния между спутниками до момента приема по меньшей мере одного первого сигнала определения расстояния между спутниками. Кроме того, система содержит по меньшей мере один процессор, выполненный с дополнительной возможностью вычисления по меньшей мере одного второго результата измерения расстояния по меньшей мере от одного второго спутника до по меньшей мере одного первого спутника при использовании значения времени, прошедшего от момента передачи по меньшей мере одного второго сигнала определения расстояния между спутниками до момента приема по меньшей мере одного второго сигнала определения расстояния между спутниками. Кроме того, система содержит по меньшей мере один процессор, выполненный с дополнительной возможностью вычисления оценки времени и частоты для по меньшей мере одного первого спутника и по меньшей мере одного второго спутника друг относительно друга с целью синхронизации времени и частоты для по меньшей мере одного первого спутника и/или по меньшей мере одного второго спутника при использовании по меньшей мере одного результата первого измерения расстояния, по меньшей мере одного результата второго измерения расстояния и/или времени синхронизации от по меньшей мере одного синхронизирующего спутника.

В одном или более вариантов реализации настоящего изобретения раскрытая система и способ используют группировку спутников типа Iridium следующего поколения, причем подмножество группировки оборудовано GPS-приемниками или, в качестве альтернативы, дополнительным точным источником времени. Это подмножество, распространенное на все плоскости, обеспечивает связь с непрерывным обеспечением значений точного времени и частоты в пределах группировки посредством определения расстояния до спутников, не оборудованных GPS-приемниками.

По меньшей мере в одном варианте реализации настоящего изобретения группировка спутников типа Iridium Следующего Поколения включает подмножество группировки, оборудованное GPS-приемниками или, в качестве альтернативы, источником точного времени, используемого для подачи точных данных синхронизации по времени на оборудованные средствами межспутниковой связи спутники Iridium (существующая группировка).

В одном или более вариантов реализации настоящего изобретения спутник, прикрепленный к источнику точного времени (то есть синхронизирующий спутник), и/или спаренный спутник (то есть несинхронизирующий спутник), могут быть использованы для передачи сообщения о позиционировании, навигации и синхронизации по времени пользователю на Земле с включенным приемником таким образом, чтобы они могли поддерживать точное время или использовать его в качестве сигнала определения расстояния.

По меньшей мере в одном варианте реализации настоящего изобретения межспутниковые каналы связи могут охватывать многие группировки спутников различного предназначения.

В одном или более вариантов реализации настоящего изобретения межспутниковые каналы связи могут охватывать по меньшей два набора спутников (то есть, таких, как две группы спутников одинакового предназначения, например, спутников типа Iridium и спутников типа Iridium следующего поколения) с похожим, если не одинаковым предназначением.

По меньшей мере в одном варианте реализации настоящего изобретения по меньшей мере один спутник может определить положение и время, используя GPS-спутники. В некоторых вариантах реализации настоящего изобретения по меньшей мере один спутник может определить положение и время, используя комбинацию спутников типа Iridium и GPS.

В одном или более вариантов реализации настоящего изобретения раскрытая система содержит по меньшей мере один спутник на низкой околоземной орбите с источником точного времени (то есть синхронизирующий спутник), по меньшей мере один спутник на низкой околоземной орбите, выполненный с возможностью межспутниковой связи с предыдущим указанным спутником на низкой околоземной орбите для получения точных данных о времени (то есть несинхронизирующий спутник), и по меньшей мере одну наземную опорную станцию для связи системы отсчета точного времени с системой отсчета времени спутников на низкой околоземной орбите.

По меньшей мере в одном варианте реализации настоящего изобретения раскрытая система содержит группировку спутников на низкой околоземной орбите, где подмножество спутников на низкой околоземной орбите снабжено источником точного времени (например, GPS-приемником) (то есть, они представляют собой синхронизирующие спутники) и где остальные спутники (то есть, несинхронизирующие спутники) в группировке выполнены с возможностью межспутниковой связи с предыдущими спутниками (то есть, синхронизирующими спутниками) таким образом, что все спутники в пределах группировки выполнены с возможностью получать точные данные о времени. Система дополнительно содержит по меньшей мере одну наземную опорную станцию, связывающую систему отсчета точного времени с системой отсчета времени спутников на низкой околоземной орбите.

В одном или более вариантов реализации настоящего изобретения раскрытая система содержит по меньшей мере один спутник на низкой околоземной орбите с источником точного времени (то есть, синхронизирующий спутник), и по меньшей мере один спутник на низкой околоземной орбите (то есть, несинхронизирующий спутник), способный к выполнению межспутниковой связи с предыдущим указанным спутником на низкой околоземной орбите (то есть, с синхронизирующим спутником) для получения точных данных о времени. Система дополнительно содержит по меньшей мере одну наземную опорную станцию, связывающую систему отсчета точного времени с системой отсчета времени спутников на низкой околоземной орбите и включенным приемным пользовательским устройством.

По меньшей мере в одном варианте реализации настоящего изобретения спутниковые операторы могут использовать результаты измерений посредством межспутниковой связи для спутниковых операций, например, для оценки ухода частоты генераторов спутников и, при наличии данных о систематической погрешности и скорости систематической погрешности значения времени спутника, для выработки команд, предназначенных для регулировки времени и частоты спутника в пределах допустимых границ.

В одном или более вариантов реализации настоящего изобретения для извлечения максимальных преимуществ от выполнения измерений точно установленного времени приема изобретение проводит точные измерения времени приема и доплеровские измерения вместе с наземными опорными станциями для оптимальной оценки радиального компонента орбиты, что может быть использовано для определения орбиты.

Характерные особенности, функции и преимущества могут быть независимо достигнуты в различных вариантах реализации настоящего изобретения или могут быть объединены в других вариантах.

Краткое описание чертежей

Эти и другие характерные особенности, аспекты и преимущества настоящего изобретения станут лучше понятными после прочтения последующего описания, приложенных пунктов формулы изобретения и рассмотрения сопровождающих чертежей, где:

На фиг. 1 показана принципиальная схема взятой в качестве примера группировки спутников, которые могут быть использованы раскрытой системой для усовершенствованных синхронизации по времени и передачи значений времени для группировок спутников посредством определения расстояния между спутниками и использования источника точного времени в соответствии по меньшей мере с одним вариантом реализации настоящего изобретения.

На фиг. 2 показана принципиальная схема раскрытой системы для усовершенствованных синхронизации по времени и передачи значений времени для группировок спутников посредством определения расстояния между спутниками и использования источника точного времени в соответствии по меньшей мере с одним вариантом реализации настоящего изобретения.

На фиг. 3 показана блок-схема для раскрытого способа усовершенствованных синхронизации по времени и передачи значений времени для группировок спутников посредством определения расстояния между спутниками и использования источника точного времени в соответствии по меньшей мере с одним вариантом реализации настоящего изобретения.

На фиг. 4 показана блок-схема для детализованного способа синхронизации времени посредством определения расстояния между спутниками и использования эталонных часов наземной станции в соответствии по меньшей мере с одним вариантом реализации настоящего изобретения.

На фиг. 5 показана блок-схема для детализованного способа синхронизации времени посредством определения расстояния между спутниками и использования по меньшей мере одного спутника типа Iridium, оборудованный GPS-приемником, в соответствии по меньшей мере с одним вариантом реализации настоящего изобретения.

На фиг. 6 показана блок-схема для детализованного способа синхронизации времени и определения орбиты посредством определения расстояния между спутниками и измерения времени приема на Земле для оценки эфемерид группировки спутников типа Iridium в соответствии по меньшей мере с одним вариантом реализации настоящего изобретения.

На фиг. 7 показан график, отражающий точность, достижимую при измерении расстояния между спутниками в соответствии по меньшей мере с одним вариантом реализации настоящего изобретения.

Описание изобретения

Раскрытые здесь способы и устройства предлагают действующую систему для усовершенствованных синхронизации по времени и передачи значений времени для группировок спутников. В частности, система относится к усовершенствованным синхронизации по времени и передаче значений времени для группировок спутников посредством определения расстояния между спутниками и использования источника точного времени.

Настоящее изобретение относится в целом к системам обеспечения улучшенных позиционирования, навигации и информации о времени для калибровки генератора и, конкретнее, к использованию по меньшей мере одного спутника, выполненного с возможностью доступа к источнику точного времени, для калибровки локального генератора на спутнике, соединенном с указанным спутником каналом межспутниковой связи. По меньшей мере в одном варианте реализации настоящего изобретения точное время на подмножестве спутников с возможностями межспутниковой связи использовано для распределения времени по сети спутников, связанных межспутниковой связью.

Раскрытые система и способ обладают по меньшей мере пятью главными характерными особенностями. Первая основная особенность состоит в оценки значения времени от спаренного спутника посредством канала межспутниковой связи. Эта характерная особенность основана на способе оценки точного времени на спутнике в пределах группировки спутников без наземного слежения. Соединенный в виде сети посредством каналов межспутниковой связи набор спутников может проводить измерения точного времени приема относительно непосредственно соседствующих с этими спутниками и соединенных сетью спаренных спутников (то есть, относительно их собственного генератора космического аппарата и со знанием времени). Преимущество этого подхода состоит в том, что он обеспечивает возможность соединенным в сеть парам спутников выгодно использовать преимущества другого спутника, потенциально без высоких расходов, связанных с оборудованием всех спутников одинаковыми устройствами. По меньшей мере в одном варианте реализации настоящего изобретения определение расстояния между спутниками может быть выполнено как часть "обычного" протокола межспутниковой связи. В одном варианте реализации настоящего изобретения для обеспечения большей экономической эффективности некоторые из спутников могут быть оборудованы GPS-приемниками, выполненными с возможностью очень точно определять время и частоту GPS, а время и частота GPS использованы для калибровки генератора оборудованного таким образом спутника. Таким образом, оборудованные GPS-приемниками спутники обеспечивают прикрепление всех результатов измерений к GPS-времени. Все результаты измерений посредством межспутниковой связи могут быть собраны и отфильтрованы для оценки систематической погрешности и скорости систематической погрешности значения времени для каждого космического аппарата относительно GPS-времени. Эти значения систематической погрешности и скорости систематической погрешности могут быть использованы приемниками на Земле для введения поправок в количество времени для любого космического аппарата относительно GPS-времени. Следует отметить, что вместо использования для синхронизации GPS-сигналов, раскрытые система и способ могут использовать разнообразные средства обеспечения синхронизации, включая, но не ограничиваясь этим, по меньшей мере один сигнал глобальной навигационной спутниковой системы ГЛОНАСС, по меньшей мере один сигнал спутника Galileo, по меньшей мере один сигнал навигационной системы Бэйдоу и/или атомные часы. Кроме того, следует отметить, что раскрытая система и способ могут быть использованы для различных типов группировок спутников, таких как группировки спутников на низкой околоземной орбите, на геостационарной орбите и/или на средней околоземной орбите.

Вторая основная особенность раскрытых системы и способа относится к вторичным приложениям относительно измерений посредством межспутниковой связи. Что касается этой особенности, то один и тот же набор результатов измерений посредством межспутниковой связи может быть использован операторами группировки для необходимых операций со спутниками, например, для оценки ухода частоты спутниковых генераторов и, при наличии данных о систематической погрешности и скорости систематической погрешности, для выработки команд для регулировки значений спутникового времени и частоты для удержания их в пределах допустимых границ.

Третья основная особенность настоящего изобретения относится к обработке систематической погрешности на орбите для минимизации требований к наземной инфраструктуре. Что касается этой особенности, то обработка результатов измерений времени приема для оценки систематической погрешности и скорости систематической погрешности времени для спутника может быть выполнена распределенным способом среди спутников, соединенных в виде сети посредством межспутниковой связи, для минимизации или полного устранения необходимости наземной обработки и, таким образом, получения оцененных величин без контакта с наземными устройствами.

Четвертая основная особенность раскрытой системы и способа относится к спаренным спутникам, извлекающим выгоду от наличия спутника, закрепленного системой GPS. Эта основная особенность аналогична закрепленному системой GPS спутнику, использующему свою основанную на системе GPS информацию о времени и частоте для синхронизации локального генератора. Что касается этой особенности, то остающиеся спутники могут синхронизировать свои генераторы посредством информации о времени и частоте, оцененной в этой последовательности операций.

Пятая основная особенность раскрытых системы и способа имеет отношение к определению орбиты. Для выполнения этой особенности измерения момента времени приема межспутниковых сигналов и разреженное закрепление с оборудованными системой GPS спутниками использованы для определения орбиты. Измерения момента времени приема межспутниковых сигналов были обработаны, чтобы гарантировать общую временную базу для всех измерений. Измерения посредством межспутниковой связи нечувствительны к относительно небольшим изменениям высоты спутника, поскольку линии визирования для измерений почти перпендикулярны угловой высоте надира. Для извлечения максимальных преимуществ от выполнения измерений точно установленного времени приема изобретение проводит точные измерения времени приема и доплеровские измерения вместе с наземными опорными станциями для оптимальной оценки радиального компонента орбиты.

В последующем описании сформулированы многочисленные подробности, обеспечивающие более полное описание системы. Однако, специалисту в данной области техники очевидно, что раскрытая система может быть выполнена без этих определенных подробностей. В других случаях известные особенности не были описаны подробно, чтобы не затенять излишне систему.

Системы и способы согласно одному варианту реализации или большему количеству вариантов предложены для улучшения основанного на спутнике определения положения, навигации и синхронизации по времени посредством использования межспутниковой связи и источника точного времени для обеспечения точной информации о синхронизации с целью калибровки локального генератора на спаренном спутнике. По меньшей мере в одном варианте реализации настоящего изобретения спаренный спутник может использовать такой подход для проведения типичных орбитальных операций как части протокола межспутниковой связи. По меньшей мере в одном варианте реализации настоящего изобретения более одного канала межспутниковой связи может быть использовано для распределения времени по меньшей мере на два спаренных спутника (например, один спутник посылает информацию на два спутника, один из которых размещен впереди, а другой позади в одной и той же плоскости). По меньшей мере в одном варианте реализации настоящего изобретения точное время на подмножестве спутников, выполненных с возможностью межспутниковой связи, использовано для распределения времени по сети соединенных каналами межспутниковой связи спутников. По меньшей мере в одном варианте реализации настоящего изобретения эта последовательность операций может быть использована для распределения времени по всей группировке. По меньшей мере в одном варианте реализации настоящего изобретения раскрытые способы могут дополнительно быть и