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本发明属于通信技术领域，特别涉及一种低轨小卫星之间的分级时钟同步方法，包括以IEEE 802.11协议作为星间链路通信协议，根据低轨小卫星群的拓扑，卫星位置信息、速度信息和运行状态信息，通过最优选择算法选出最佳主时钟卫星；以最佳主时钟卫星为根节点，将卫星同步区域划分为多个时钟同步域，同时为每个时钟同步域分配唯一的同步域标识；通过双向时钟测量方法获得从时钟卫星与主时钟卫星之间的星间链路传播时延；通过时钟传递同步信息的方法对从时钟卫星进行时钟修正；本发明利用时间戳传递的方式，精确测量主从同步卫星之间的链路时延，提高主从卫星的时钟同步精度，采用分级同步的思想，扩大小卫星之间的同步范围。