数字卫星电视授时系统成功切换电视卫星
数字卫星电视授时系统是由中国科学院国家授时中心提出并建设的一套授时系统,并于2022年建设了相应的监测系统。数字卫星电视授时系统充分利用现有广播电视基础设施和无线频率资源,不用专门发射卫星或转发特定的信号、不占用珍贵的无线频谱资源,在不影响现有广播电视节目正常播出的前提下实现高精度授时,其定时精度优于50ns(RMS)。
数字卫星电视授时系统所用的卫星电视信号来自于中星 6B卫星转发的江苏卫视,该卫星已在轨运行15年,达到计划服务年限,因此中星6E卫星在北京时间2023年12月26日凌晨正式接替中星 6B卫星,继续提供电视广播等服务。届时,数字卫星电视授时系统所观测的卫星也由中星 6B卫星切换至中星6E卫星。
中星6E卫星接替中星 6B卫星操作于北京时间2023年12月26日1时至5时进行。在此期间,数字卫星电视授时监测系统监测到三亚站电视信号载噪比在凌晨1点至4点时出现了较大幅度的变化,但均在正常范围内,如图1所示。
图1三亚监测站电视信号载噪比
北京时间2023年12月26日凌晨3点30分09秒,西安与长春基线、西安与三亚基线的电视信号到达时差值(TDOA)出现了微秒级的间断点,如图2和3所示,这表明此时中星6B卫星向中星 6E卫星转发器的切换,这一重要时刻从江苏广播电视卫星地球站李嘉站长处得到了确认。
图2 西安与长春基线TDOA测量值
图3 西安与三亚基线TDOA测量值
在中星6B卫星切换到中星 6E卫星之后,中星6B卫星的轨道已经不适用于中星6E卫星,而测定轨系统需要积累一定时间的测轨数据才能对中星6E卫星精确定轨,为减少授时服务中断时间,在切换卫星的几个小时后,迅速对中星6E卫星进行定轨,保证了数字卫星电视授时系统正常运行。图4西安站监测数据表明,切换卫星后的定时精度与切换之前基本一致,均小于50ns(RMS),表明数字卫星电视授时系统成功切换电视卫星,同时也验证了数字卫星电视授时系统具有较好的授时服务能力和授时精度。
图4 西安监测站时差监测结果
数字卫星电视授时系统独立于现有卫星导航系统,在保证广播电视信号正常播出的同时,提供了一种自主的高精度授时服务手段,规避了以往过于依赖全球导航卫星系统(GNSS)所带来的风险,可为各行业提供授时服务。本次中星6E卫星接替中星 6B卫星的事件有效检验了数字卫星电视授时系统的运行服务能力。该系统对于扩充现有授时服务体系,发展新的高精度授时手段具有重要的参考价值;对提高广播电视基础设施的使用效能、丰富和完善国家授时体系的弹性能力建立与维持具有重要的意义。