[發(fā)明專利]單向同步傳輸時間頻率的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710784423.0
• 申請日: 2017-09-04
• 公開（公告）號: CN107566070B
• 公開（公告）日: 2019-05-07
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 楊峻巍;吳述敏
• 申請（專利權(quán)）人: 西南電子技術(shù)研究所（中國電子科技集團(tuán)公司第十研究所）
• 主分類號: H04J3/06
• 分類號: H04J3/06;H04B1/7087;H04B1/7085;G01S19/25;G01S19/05
• 代理公司: 成飛(集團(tuán))公司專利中心 51121
• 代理人: 郭純武

本發(fā)明公開了一種單向同步傳輸時間頻率的方法，利用本發(fā)明可有效地解決主、副站之間的高精度時間頻率同步問題。本發(fā)明通過下述技術(shù)方案予以實現(xiàn)：主、副兩站通過衛(wèi)星導(dǎo)航相對定位實現(xiàn)站間相對距離高精度測量；主站利用氣象計對周圍環(huán)境的參數(shù)進(jìn)行測量，對傳輸路徑大氣延遲精確估計，運用自身配備的銣鐘作為參考時鐘，通過擴(kuò)頻測距信號產(chǎn)生模塊產(chǎn)生擴(kuò)頻測距信號，經(jīng)發(fā)射射頻前端和天線發(fā)射到副站；副站對其擴(kuò)頻碼測距信號進(jìn)行捕獲跟蹤，將碼環(huán)濾波器輸出的碼頻率控制字送入直接數(shù)字頻率合成器DDS，將輸出的正弦波信號與副站鎖相環(huán)路的恒溫晶振進(jìn)行鑒相，運用恒溫晶振輸出的高精度參考時鐘實現(xiàn)副站恒溫晶振與主站銣鐘的頻率同步。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種可應(yīng)用于地基區(qū)域?qū)Ш健⒕W(wǎng)絡(luò)雷達(dá)等技術(shù)領(lǐng)域納秒量級時間同步精度的高精度單向時間頻率同步方法。

背景技術(shù)

時間，是被人類意識最神秘的一個基本物理量。從古代人們的日出而日落而息，到地心說和日心說，再到相對論和宇宙大爆炸理論，人類從未停止過對時間本質(zhì)與起源的探求。如何不斷地提高“時間”這一基本物理量的測量精度，也一直是人類不懈追求的重要目標(biāo)之一。隨著現(xiàn)代高精度原子鐘的快速發(fā)展，時間測量的精度已遙遙領(lǐng)先于其他物理量的測量精度，而成為測量精度最高的基本單位。時間同步是通過時刻比對將分布在不同地方的鐘的時刻值調(diào)整到一定的準(zhǔn)確度或一定的符合度。前者稱為絕對時間同步，也稱對時，后者稱為相對時間同步。頻率同步是通過頻率比對將分布在不同地方的頻率源的頻率值調(diào)整到一定的準(zhǔn)確度或一定的符合度。前者稱為絕對頻率同步也稱校頻，后者稱為相對頻率同步。不同的時間頻率源在一段時間內(nèi)的時間同步等效于相應(yīng)的頻率同步，所以一般統(tǒng)稱為時間頻率同步。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，高精度時間同步在國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展中的地位日趨重要，在國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)和高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)諸如通信、電力、交通、高速數(shù)字網(wǎng)同步等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。近年來，國防和空間技術(shù)的發(fā)展，對高精度時間同步提出了更高的要求。時間同步依據(jù)通信鏈路的方向可分為單向法和雙向法，依據(jù)需同步的對象分為星地時間同步、站間時間同步和星間時間同步。

目前各種地面站網(wǎng)絡(luò)站間時間同步方法主要包括導(dǎo)航衛(wèi)星共視法和基于通信衛(wèi)星的雙向時間頻率傳遞兩種方案。其中導(dǎo)航衛(wèi)星共視法需兩站同時接收導(dǎo)航衛(wèi)星信號實現(xiàn)站間高精度時間同步，由于兩站傳輸路徑不同，很難完全消除對流層和電離層的附加時延誤差，且很難實時調(diào)整兩站的時鐘實現(xiàn)時間頻率同步；基于通信衛(wèi)星的雙向時間頻率傳遞技術(shù)盡管精度較高，但是需兩站發(fā)射各自發(fā)射同步信號到通信衛(wèi)星，并經(jīng)通信衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)到對方，因此系統(tǒng)較為復(fù)雜。

當(dāng)站間距離較近，如50km以內(nèi)或可視時，基于微波鏈路或光纖傳輸?shù)恼鹃g時間同步技術(shù)是一種較為理想的時間同步方法。但傳統(tǒng)基于微波鏈路或者光纖傳輸?shù)臅r間同步方法采用雙向測量來實現(xiàn)，即兩站基于各自的時鐘，在同一鐘面時刻向?qū)Ψ桨l(fā)射擴(kuò)頻測距信號，并分別基于本地時鐘測量信號傳輸時延，并將兩站測量的時延作差求取兩站的時差，并通過求微分獲取兩站的頻率差來實現(xiàn)兩站的時間頻率同步。該方法的不足之處在于，實現(xiàn)兩站的時間頻率同步方案需要雙向測量，系統(tǒng)較為復(fù)雜，且要求主、副兩站的時鐘為同一量級，組網(wǎng)系統(tǒng)成本較高。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)存在的不足之處，提供一種成本低，同步方案簡單，時間頻率同步精度高，基于單向傳輸?shù)母呔葧r間頻率同步方法，該方法可有效地解決主、副站之間的高精度時間頻率同步問題。