[實(shí)用新型]GNSS電表關(guān)鍵電路

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201420184905.4
• 申請(qǐng)日: 2014-04-16
• 公開（公告）號(hào): CN203981777U
• 公開（公告）日: 2014-12-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 黃海生;李鑫
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西安郵電大學(xué)
• 主分類號(hào): G01R22/10
• 分類號(hào): G01R22/10;G01S19/14
• 代理公司: 西安智邦專利商標(biāo)代理有限公司 61211
• 代理人: 倪金榮

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及接收衛(wèi)星收信號(hào)并從中提取出時(shí)間信息的GNSS接收機(jī)裝置。

背景技術(shù)

電能是一個(gè)國家工業(yè)發(fā)展的動(dòng)力和保障，高效、合理地使用電能具有非常重要的經(jīng)濟(jì)及戰(zhàn)略意義。電表是實(shí)現(xiàn)電能計(jì)量的儀表，但傳統(tǒng)的電表只是完成電能的簡單計(jì)量和顯示，不具備高精度分時(shí)段計(jì)量（即多費(fèi)率）功能，有的系統(tǒng)通過計(jì)算機(jī)管理網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)多費(fèi)率電表的功能，但由于時(shí)間基準(zhǔn)問題，易產(chǎn)生矛盾，這些都是導(dǎo)致電能無法合理利用的關(guān)鍵因素。本實(shí)用新型就是要將普通數(shù)字電表和GNSS(Global?Navigation?Satellite?System)接收機(jī)系統(tǒng)結(jié)合起來，實(shí)現(xiàn)一種以GNSS時(shí)間為基準(zhǔn)的具有高精度、分時(shí)段計(jì)價(jià)功能的數(shù)字電表。

一套非常精確的時(shí)間系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)高精度分段計(jì)量電能的前提，而精準(zhǔn)時(shí)間的獲得依賴于先進(jìn)的授時(shí)技術(shù)。目前，授時(shí)技術(shù)主要有以下幾種，即：星基授時(shí)（衛(wèi)星授時(shí)）、地基授時(shí)（長波授時(shí)、短波授時(shí)）及網(wǎng)絡(luò)授時(shí)。星基授時(shí)通過GNSS向用戶提供授時(shí)服務(wù)，GNSS包括：美國的GPS、俄羅斯的GLONASS、中國的“北斗系統(tǒng)”以及建設(shè)中歐盟的GALILEO系統(tǒng)。與地基授時(shí)和網(wǎng)絡(luò)授時(shí)相比，星基授時(shí)更為靈活，能夠全球、全天候地向覆蓋區(qū)域提供授時(shí)服務(wù)，且授時(shí)精度更高，可達(dá)50納秒，這些都是其它授時(shí)系統(tǒng)所無法達(dá)到的。但在實(shí)際應(yīng)用中，電表所在的室內(nèi)往往很難甚至無法接收到衛(wèi)星信號(hào)，從而也就無法獲得GNSS時(shí)間。

實(shí)用新型內(nèi)容

為了解決背景技術(shù)中所存在的技術(shù)問題，本實(shí)用新型提出了一種GNSS電表關(guān)鍵電路，GNSS接收機(jī)系統(tǒng)可以通過有線或無線的方式將時(shí)間信息傳送給位于室內(nèi)的數(shù)字電表，從而解決位于室內(nèi)的數(shù)字電表無法獲取GNSS時(shí)間的問題。

本實(shí)用新型的技術(shù)解決方案是：GNSS電表關(guān)鍵電路，其特征在于：所述電路包括GNSS接收機(jī)，GNSS接收機(jī)接收GNSS時(shí)間信息幀的信息接收單元、從GNSS時(shí)間信息幀中提取出時(shí)間信息并得到1PPS（1Pulse?Per?Second）定時(shí)信息的信息處理單元、輸出電表工作所需時(shí)間的時(shí)間輸出單元（在外部時(shí)間信息中斷的情況下，供給電表計(jì)量的時(shí)間具有高保持功能）。

上述GNSS接收機(jī)通過有線或者無線的傳輸方式將時(shí)間信息傳送給位于室內(nèi)的數(shù)字電表。

有線傳輸方式是電力線載波傳輸方式，是利用電力線作傳輸媒介的載波通信。電力線載波傳輸通過電力線載波通道實(shí)現(xiàn)，包括電力線載波機(jī)、線路阻波器、結(jié)合設(shè)備、耦合電容器（或電容式電壓互感器）及高頻電纜。結(jié)合設(shè)備經(jīng)過耦合電容器與電力線的一相或多相導(dǎo)線耦合。無線傳輸方式是指：在GNSS接收機(jī)端用無線發(fā)送設(shè)備將接收到的時(shí)間信息發(fā)送出去，在無線信號(hào)覆蓋的小區(qū)范圍內(nèi)，數(shù)字電表端用“無線接收設(shè)備”接收并獲得時(shí)間信息。

附圖說明

圖1是本實(shí)用新型GNSS接收機(jī)通過有線方式的示意圖；

圖2是本實(shí)用新型GNSS接收機(jī)通過無線方式的示意圖；

具體實(shí)施方式

本實(shí)用新型基于GNSS接收機(jī)系統(tǒng)的多費(fèi)率數(shù)字電表的內(nèi)部取而代之的是信息接收單元、信息處理單元和時(shí)間輸出單元。信息接收單元：接收GNSS時(shí)間信息幀；信息處理單元：從GNSS時(shí)間信息幀中提取出時(shí)間信息并得到1PPS定時(shí)信息；時(shí)間輸出單元：能夠精確輸出電表工作所需的時(shí)間，在外部時(shí)間信息中斷的情況下，供給電表計(jì)量的時(shí)間具有高保持功能，內(nèi)部采用時(shí)鐘馴服技術(shù)，時(shí)間積累誤差為300ms/月。

GNSS接收機(jī)系統(tǒng)可以通過“有線”或“無線”的方式將時(shí)間信息傳送給位于室內(nèi)的數(shù)字電表。其中，有線傳輸方式是指“電力線載波傳輸”方式，其是利用電力線作傳輸媒介的載波通信，不需另外架設(shè)通信線路，電力線結(jié)構(gòu)堅(jiān)固作為通信媒介使用可靠性很高。電力線載波通道主要由電力線載波機(jī)、線路阻波器、結(jié)合設(shè)備、耦合電容器（或電容式電壓互感器）及高頻電纜組成。

結(jié)合設(shè)備經(jīng)過耦合電容器與電力線的一相或多相導(dǎo)線耦合。“相地耦合”、“相相耦合”是最普遍的兩種耦合方式。其中，相地耦合是指：結(jié)合設(shè)備經(jīng)過耦合電容器在電力線的一相導(dǎo)線和地之間實(shí)現(xiàn)的耦合；相相耦合是指：結(jié)合設(shè)備經(jīng)過耦合電容器在電力線的一相導(dǎo)線與另一相導(dǎo)線之間實(shí)現(xiàn)的耦合。

無線傳輸方式如圖2所示，是指：在GNSS接收機(jī)1端用無線發(fā)送設(shè)備6將接收到的時(shí)間信息發(fā)送出去，在無線信號(hào)覆蓋的小區(qū)范圍內(nèi)，數(shù)字電表端4用無線接收設(shè)備7接收并獲得時(shí)間信息。

基于GNSS接收機(jī)系統(tǒng)對(duì)數(shù)字電表端時(shí)間校準(zhǔn)具體實(shí)施方式是：位于戶外的GNSS授時(shí)型接收機(jī)接收GNSS衛(wèi)星信號(hào)，并從接收到的信號(hào)中解算出“標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間信息”，同時(shí)得到1PPS輸出；在1PPS的上升沿以“無線”或“有線”的方式發(fā)送“標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間信息幀”，幀頭標(biāo)示了當(dāng)前1PPS觸發(fā)上升沿時(shí)間；室內(nèi)的數(shù)字電表端接收攜帶有標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間信息及1PPS定時(shí)信息的有線或無線信號(hào)；對(duì)接收到的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行解封裝，進(jìn)而得到標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間信息，同時(shí)提取出1PPS定時(shí)信息；借助得到的“標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間信息”及“1PPS定時(shí)信息”對(duì)數(shù)字電表端的時(shí)間進(jìn)行校準(zhǔn)；在特定時(shí)間周期內(nèi)，對(duì)數(shù)字電表端時(shí)間進(jìn)行周期性地校準(zhǔn)。