[發明專利]用于時鐘馴服的頻率偏移量分析方法

有效

• 申請號: 202211575728.8
• 申請日: 2022-12-09
• 公開（公告）號: CN115657448B
• 公開（公告）日: 2023-03-28
• 發明（設計）人: 陳俊儒;王茂凌;孫旭
• 申請（專利權）人: 電信科學技術第五研究所有限公司
• 主分類號: G04R20/04
• 分類號: G04R20/04
• 代理公司: 北京天奇智新知識產權代理有限公司 11340
• 代理人: 王大剛

本發明公開了用于時鐘馴服的頻率偏移量分析方法，涉及時間傳遞技術領域，包括S1、獲取當前觀測數據和歷史觀測數據；S2、修正歷史觀測數據；S3、處理當前觀測數據和修正后歷史觀測數據的異常數據；S4、采用加權最小二乘法對處理后的數據進行直線擬合計算頻率偏移量；本方法提出了一種適應當前設備特點的頻率偏移量分析方法，用于計算本地時鐘本身的頻率差值即頻率偏移量，其優點是數據利用程度高，計算結果更準確；應用本方法計算的頻率偏移量參與時鐘馴服，可以顯著優化時鐘的馴服水平，改善本地時鐘馴服后的頻率準確度以及頻率穩定度。

技術領域

本發明涉及時間傳遞技術領域，尤其涉及一種用于時鐘馴服的頻率偏移量分析方法。

背景技術

時間是物理學中 7 個基本物理量之一，與人們的日常生活、科技發展密切相關。隨著生產的發展和科學的進步，人們對時間的準確度以及各鐘之間的時間同步精度要求越來越高。恒溫晶振（OCXO）、銣原子鐘是目前工程中常用的時鐘源，具有較高的短期穩定度，但仍存在老化以及其他原因差帶來頻率漂移。所以，在實際應用中，我們常使用北斗、GPS等GNSS衛星導航系統對恒溫晶振（OCXO）或銣原子鐘進行馴服操作，可以能夠有效解決老化以及長期穩定性差帶來頻率漂移等問題，獲得高精度頻率標準。

常用的本地時鐘（例如恒溫晶振或銣原子鐘）馴服方式如圖1所示，為本地時鐘外接一個GNSS授時接收機，作為外部參考頻率源，使用其輸出的秒脈沖與自身產生的秒脈沖計算相位差，計算出本地時鐘本身的頻率差值（頻率偏移量），通過一定關系換算為本地時鐘頻率控制值，并將控制值寫入本地時鐘。這個計算-控制的過程循環往復，最終使得本地時鐘的頻率準確度極大提升并能夠長期保持，現有技術中計算頻率偏移量時，一般都是對數據濾波后直接計算，通過犧牲一些精確度來簡化計算過程，提高運行速度，因此傳統的計算方式精確度低，因此時鐘的馴服水平低。

發明內容

本發明的目的就在于為了解決上述問題設計了一種用于時鐘馴服的頻率偏移量分析方法。

本發明通過以下技術方案來實現上述目的：

用于時鐘馴服的頻率偏移量分析方法，包括：

S1、獲取當前觀測數據和歷史觀測數據；

S2、修正歷史觀測數據，具體包括：

S21、假設當前的本地時鐘頻率控制值為C₀、時間為t₀，相位為ph₀，之前一秒的數據為C₁、t₁、ph₁，……，數據n的時鐘頻率控制值為C_n、時間為t_n、相位為ph_n，本地時鐘的頻率值feq與執行的頻率控制值C之間的對應關系為feq=f(C)；

S22、數據n的相位修正值計算方法為 ；

S23、數據n的相位經過修正后的值為；/

S3、處理當前觀測數據和修正后歷史觀測數據的異常數據；

S4、采用加權最小二乘法對處理后的數據進行直線擬合計算頻率偏移量。

本發明的有益效果在于：本方法提出了一種適應當前設備特點的頻率偏移量分析方法，用于計算本地時鐘本身的頻率差值即頻率偏移量，其優點是數據利用程度高，計算結果更準確；應用本方法計算的頻率偏移量參與時鐘馴服，可以顯著優化時鐘的馴服水平，改善本地時鐘馴服后的頻率準確度以及頻率穩定度。

附圖說明

圖1是傳統常見的時鐘馴服示意圖；

圖2是本發明用于時鐘馴服的頻率偏移量分析方法的流程示意圖；

圖3是某授時型GNSS衛星接收機發生的一次“階躍”現象。

實施方式