[實(shí)用新型]一種時(shí)間監(jiān)測(cè)裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201720820226.5
• 申請(qǐng)日: 2017-07-07
• 公開（公告）號(hào): CN207281290U
• 公開（公告）日: 2018-04-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張宏偉;江川;賈旭
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 國網(wǎng)山東省電力公司青島供電公司
• 主分類號(hào): G01S19/25
• 分類號(hào): G01S19/25
• 代理公司: 上海世圓知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司31320
• 代理人: 陳穎潔,王佳妮

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及通訊技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種時(shí)間監(jiān)測(cè)裝置。

背景技術(shù)

隨著科技的發(fā)展和社會(huì)的進(jìn)步，許多行業(yè)對(duì)時(shí)間精度的要求也越來越高。在電力、交通、通信、金融等各個(gè)領(lǐng)域，精確的時(shí)間信號(hào)才能夠保證各種自動(dòng)化設(shè)備的正常運(yùn)行，而1秒鐘的時(shí)間差都有可能導(dǎo)致數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)失誤，造成無法挽回的經(jīng)濟(jì)損失。

目前針對(duì)這一問題普遍的解決方法是建立時(shí)間同步系統(tǒng)。即將絕對(duì)時(shí)間UTC應(yīng)用于各大廠礦企業(yè)內(nèi)，使得廠內(nèi)有時(shí)間標(biāo)記需求的設(shè)備能夠使用同一個(gè)時(shí)間參照體系，從而實(shí)現(xiàn)各類設(shè)備內(nèi)部時(shí)間的一致。

當(dāng)前應(yīng)用最安全和成熟的是北斗衛(wèi)星對(duì)時(shí)技術(shù)。北斗是我國自主控制的全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，由35顆在空間運(yùn)行的衛(wèi)星和地面控制站組成，在地球表面任一地點(diǎn)、任一時(shí)刻北斗衛(wèi)星信號(hào)接收器都可收到足夠多數(shù)量的北斗衛(wèi)星信號(hào)。精確計(jì)算接收器所在當(dāng)前空間位置和時(shí)間，其時(shí)間精度相對(duì)UTC時(shí)間誤差可達(dá)納秒級(jí)。北斗時(shí)鐘是一個(gè)非常精確的時(shí)間源，絕大多數(shù)的時(shí)間同步網(wǎng)絡(luò)都把它作為基準(zhǔn)時(shí)間源。

獲得時(shí)間信息后還要對(duì)信息進(jìn)行分發(fā)和傳輸，才能夠最終到達(dá)各種需要對(duì)時(shí)的裝置。常用的時(shí)間信號(hào)格式有IRIG-B時(shí)間碼、脈沖信號(hào)、時(shí)間報(bào)文等，以模擬或數(shù)字時(shí)間信號(hào)的方式進(jìn)行傳輸。

當(dāng)前國內(nèi)許多電廠、變電站、通信大樓內(nèi)分別建立了獨(dú)立的北斗和GPS時(shí)間同步系統(tǒng)，但由于各站內(nèi)的衛(wèi)星接收機(jī)性能良莠不齊，直接影響到時(shí)間基準(zhǔn)信號(hào)的準(zhǔn)確性；即使所有電站全部使用同樣的衛(wèi)星接收機(jī)設(shè)備，當(dāng)某些設(shè)備由于特殊原因無法接收衛(wèi)星信號(hào)而切換到內(nèi)部保持輸出時(shí)，與其他正常運(yùn)行的北斗或GPS設(shè)備也會(huì)造成信號(hào)的差異。

無論是局部區(qū)域的同步還是網(wǎng)同步，都需要以精確的時(shí)間信息為基礎(chǔ)。一方面需明確各同步點(diǎn)的時(shí)鐘信息是否準(zhǔn)確，避免因設(shè)備老化或疏于維護(hù)造成經(jīng)濟(jì)損失；另一方面從主時(shí)鐘到下游時(shí)鐘或用戶設(shè)備，往往由于傳輸距離或是網(wǎng)絡(luò)堵塞造成時(shí)延，要消除這些時(shí)延也需要獲取各點(diǎn)的時(shí)間精度，只有對(duì)時(shí)間進(jìn)行精確的測(cè)量才能夠保證數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確。

國內(nèi)現(xiàn)有技術(shù)只能對(duì)1PPS時(shí)間脈沖信號(hào)進(jìn)行間接的測(cè)量，需要通過示波器比對(duì)波形，而對(duì)于1PPS信號(hào)精度無法直接測(cè)量，只能通過轉(zhuǎn)換裝置先將其轉(zhuǎn)換為模擬或數(shù)字信號(hào)，再利用統(tǒng)計(jì)學(xué)推算，這顯然無法滿足當(dāng)前時(shí)間同步組網(wǎng)的要求。

現(xiàn)有測(cè)量方法具體描述如下：

1. 測(cè)量所用裝置和儀表

（1）基準(zhǔn)參照時(shí)鐘源，能跟蹤GPS，相對(duì)UTC時(shí)間<100ns，提供秒脈沖（1PPS）測(cè)量口，測(cè)量精度達(dá)10ns；

（2）數(shù)字示波器，能測(cè)試時(shí)間信號(hào)的波形和電平。

2. 測(cè)量原理圖

如圖1所示，將基準(zhǔn)參照時(shí)鐘源提供的1路1PPS信號(hào)和待測(cè)時(shí)間信號(hào)分別接入數(shù)字示波器的A、B端口，以基準(zhǔn)參照時(shí)鐘源信號(hào)作為觸發(fā)將兩路信號(hào)的波形進(jìn)行對(duì)比，兩路信號(hào)起始上升沿的相位差Δt定義為待測(cè)信號(hào)的精確度。

現(xiàn)有技術(shù)的主要缺點(diǎn)在于：

1. 無法直接測(cè)量1PPS時(shí)間信號(hào)的精度，只能通過轉(zhuǎn)換裝置間接測(cè)量，無法

保證測(cè)量的準(zhǔn)確；

2. 基準(zhǔn)參照時(shí)鐘源的選擇無統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，參照物的不同可能導(dǎo)致最終測(cè)量結(jié)果的偏差；

3. 人為讀取相位差Δt，容易造成較大誤差；

4. 測(cè)量儀器較多，基準(zhǔn)參照時(shí)鐘源還需外接GPS天線，儀器之間接線繁瑣。攜帶極為不便，不利于用戶現(xiàn)場(chǎng)的信號(hào)測(cè)試。

5. 不能同時(shí)測(cè)量多個(gè)時(shí)間信號(hào)。

6. 不能連續(xù)在線測(cè)量。

7. 不能與監(jiān)測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的是提供一種可實(shí)現(xiàn)1PPS時(shí)間信號(hào)的直接測(cè)量，能獲得高精度的時(shí)間測(cè)量結(jié)果，可消除測(cè)量結(jié)果讀取的誤差，且安裝在機(jī)架上24小時(shí)連續(xù)運(yùn)行的時(shí)間監(jiān)測(cè)裝置。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供了一種時(shí)間監(jiān)測(cè)裝置，包括：北斗參考時(shí)間間隔測(cè)量系統(tǒng)模塊、中央處理模塊、信號(hào)測(cè)量模塊、北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)、內(nèi)置銣鐘，北斗參考時(shí)間間隔測(cè)量系統(tǒng)模塊分別與北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)、內(nèi)置銣鐘、中央處理模塊、信號(hào)測(cè)量模塊相連接。

還包括：網(wǎng)管模塊，中央處理模塊與網(wǎng)管模塊相連接；以及信號(hào)接口，信號(hào)接口與信號(hào)測(cè)量模塊相連接，信號(hào)為1PPS信號(hào)，通過信號(hào)接口被信號(hào)測(cè)量模塊所接收。