[發明專利]一種衛星導航授時守時在時鐘同步系統中的解決方法

在審

• 申請號: 201710248323.6
• 申請日: 2017-04-14
• 公開（公告）號: CN107247405A
• 公開（公告）日: 2017-10-13
• 發明（設計）人: 唐道勇;王健;楊坤
• 申請（專利權）人: 廣州北極瑞光電子科技有限公司
• 主分類號: G04R20/02
• 分類號: G04R20/02
• 代理公司: 廣州番禺容大專利代理事務所(普通合伙)44326
• 代理人: 劉新年

技術領域

本發明涉及時鐘同步技術領域，具體涉及一種衛星導航授時守時在時鐘同步系統中的解決方法。

背景技術

軍工系統、金融系統、電信系統、電力系統在運行時都需要對時間、頻率進行同步，時間頻率標準的發展對于國家的經濟、科學技術以及社會和國防安全有十分重要的意義。目前，時間頻率標準的授時同步途徑正在由短波、長波、電視等技術手段向導航衛星發展。利用導航衛星進行授時同步的主要原理是，通過導航衛星信號接收模塊接收衛星信號，根據接收到的導航衛星信號中的1PPS(秒脈沖)信號實現系統授時及網絡時鐘同步。

相位是與電路結構有關的參數，交流電的大小和方向是隨時間變化的，相位是反映交流電任何時刻的狀態的物理量。

兩個頻率相同的交流電相位的差叫做相位差，或者叫做相差。這兩個頻率相同的交流電，可以是兩個交流電流，可以是兩個交流電壓，可以是兩個交流電動勢，也可以是這三種量中的任何兩個。

相位測量是正弦信號經過不同的時間或不同的網絡后可以有不同的相位。通常所謂相位測量是指對兩個同頻率信號之間相位差的測量。最常見的是對網絡輸入與輸出信號的相位差，即網絡相移的測量。能提供固定或可變相移量的無耗二端口網絡稱為固定或可變移相器。

在電力系統中，為了保證電力系統的穩定運行，需要控制系統中關鍵點位間的電壓相位差。

發明內容

本發明的主要目的是提供一種衛星導航授時守時在時鐘同步系統中的解決方法，采用衛星導航高精度授時子系統作為標準時間信號來進行精確的相位測量。

為實現上述目的，本發明采用如下技術方案：

一種基于衛星導航高精度授時的相位測量系統，包括衛星導航高精度授時子系統、時間同步子系統、多個采樣脈沖獲取模塊、雙蹤示波器；

所述衛星導航高精度授時子系統用于向時間同步子系統提供高精度的PPS基準信號；

所述時間同步子系統用于通過接收高精度的PPS基準信號使多個采樣脈沖獲取模塊與衛星導航高精度授時子系統的時間保持同步；

所述采樣脈沖獲取模塊用于獲取同一時間的待測量點的采樣脈沖信號；

所述雙蹤示波器用于將同一時間的待測量點的采樣脈沖信號同時加到兩個Y通道，根據兩個波形的時間間隔ΔT與波形周期T的比，計算相位差Φ，Φ＝360*(ΔT/T)。

進一步地，所述衛星導航高精度授時子系統包括：

衛星信號接收模塊，用于跟蹤接收多顆導航衛星發出的衛星PPS信號；

工作狀態判斷模塊，用于實時監控衛星信號接收模塊跟蹤到的衛星數量，進而判斷授時子系統的工作狀態為授時狀態或守時狀態；

晶振控制模塊，用于通過一控制參數，控制恒溫晶振輸出的本地時鐘信號的頻率；

恒溫晶振，用于在晶振控制模塊的控制下輸出本地時鐘信號；

采樣模塊，用于對本地時鐘信號進行采樣，反饋給晶振控制模塊和基準信號輸出模塊；

基準信號輸出模塊，用于向外部輸出PPS基準信號；

恒溫模塊，用于監控恒溫晶振、晶振控制模塊和采樣模塊的溫度變化，并將其控制在恒定溫度；

其中，當授時子系統工作于授時狀態下時，晶振控制模塊根據衛星PPS信號對恒溫晶振進行馴服，使恒溫晶振輸出的本地時鐘信號的頻率調整為衛星PPS信號的標稱頻率，同時，記錄控制參數的變化情況；基準信號輸出模塊對調整后的本地時鐘信號進行分頻處理，得到PPS基準信號進行輸出；

當授時子系統工作于守時狀態下時，晶振控制模塊根據控制參數在授時狀態下的變化情況，對本地時鐘信號的頻率進行補償調整；基準信號輸出模塊對補償調整后的本地時鐘信號進行分頻處理，得到PPS基準信號進行輸出。

進一步地，所述恒溫模塊、恒溫晶振、晶振控制模塊和采樣模塊通過一外殼密封在一個密閉空間內，所述恒溫模塊包括環境溫度傳感器、恒溫控制模塊和加熱模塊；

所述環境溫度傳感器用于檢測密閉空間的溫度；

所述加熱模塊用于工作使密閉空間溫度上升；

所述恒溫控制模塊包括一比較器，用于比較環境傳感器溫度與比較器自身設定溫度值；若環境傳感器檢測溫度低于比較器設定溫度值，恒溫控制模塊控制加熱模塊工作，使密閉空間溫度穩定；若環境傳感器檢測溫度高于比較器設定溫度值時，停止加熱模塊的工作。