CN102129218A - 一种使用北斗卫星的精确授时方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种使用北斗卫星的精确授时方法。该方法采用“三星授时”和“单星授时”两种工作模式，在收星好的环境中采用“三星授时”，该方法可以自动完成授时；在收星不好的环境中采用“单星授时”模式，采用GPS的纬度、经度和海拔高度信息或由用户手动输入安装点的纬度、经度和海拔高度地理位置信息。该方法能够满足不同收星情况下的应用，可以很好的解决目前北斗因卫星少而在授时系统中的应用问题。

Description

一种使用北斗卫星的精确授时方法

技术领域

本发明属于电力系统自动化领域，具体涉及一种使用北斗卫星的精确授时方法。

背景技术

建设智能电网目标的确定，使电力系统时间的安全、精度、稳定、可靠的要求提高到了新的水平，对时间同步的要求日益迫切。为保证电网安全和经济运行，各种以计算机技术和通信技术为基础的自动化装置被广泛应用，如调度自动化系统、故障录波装置、微机继电保护装置、事件顺序记录装置、变电站计算机监控系统、电能量计费系统、火电厂机组自动控制系统、雷电定位系统及输煤、除灰、脱硫等控制装置等。有了统一时钟，既可实现全站各系统在统一时间基准下的运行监控，也可以通过各开关动作的先后顺序来分析事故的原因及发展过程。因此，电力系统的安全、稳定、可靠运行对时钟的基准统一及精度的要求进一步提高，在电力系统的电厂、变电站及调度中心等建立全站统一时间同步系统已经显得十分迫切和必要。

从上世纪90年代开始，我国电力系统开始使用GPS进行电网设备的授时，但是因GPS是美国军方控制，其可用性和授时精度受制于美国的GPS政策。北斗卫星导航系统(英文简称COMPASS，中文音译名称BeiDou)是中国正在实施的自主发展、独立运行的全球卫星导航系统。北京时间2010年6月2日晚23时53分，中国在西昌卫星发射中心用“长征三号丙”运载火箭，将第四颗北斗导航卫星成功送入太空预定轨道，这标志着中国北斗卫星导航系统工程建设又迈出重要一步，卫星组网正按计划稳步推进。中国此前已成功发射四颗北斗导航试验卫星和三颗北斗导航卫星，将在系统组网和试验基础上，逐步扩展为全球卫星导航系统。北斗是世界上第一个区域性卫星导航系统，也是世界上继美国GPS和俄罗斯GLONASS(GlobalNavigation Satellite System)之后的第三个投入运行的卫星导航系统。

目前，我国北斗导航试验系统已应用于测绘、电信、水利、渔业、交通运输、森林防火、减灾救灾和公共安全等诸多领域，特别是在2008年北京奥运会、汶川抗震救灾中发挥了重要作用，产生显著的经济效益和社会效益。该卫星导航系统由我国独立自主研制开发，不受他国的控制和限制，其可用性、可依赖性和安全性更有保障。因此，研制基于北斗卫星的授时系统应用于电力系统成为了迫切需要完成的一项工作。

北斗卫星在电力系统授时系统中的应用尚处于起步阶段，目前主要受以下因素的影响：

1)卫星数量少(目前只有4颗卫星)，在周围有建筑物遮挡等情况时，不能全天侯同时收到3颗以上的卫星，所以无法定位自身所在的位置；

2)接收模块成本高，一套接收模块在数千元左右；

3)接收模块的功耗与美国GPS接收模块相比较大，工艺需要改进。

由于目前北斗卫星的数量较少，应用于授时系统中尚有一定的难度，如果能够提出一种方法，将北斗接收模块本身的地理位置信息确定，则能够解决北斗在授时系统中的应用的问题。本发明提出“三星授时”和“单星授时”两种工作模式。

发明内容

为了解决现有技术中的上述问题，本发明提供了一种在卫星较少情况下北斗卫星的精确授时方法。该方法采用“三星授时”和“单星授时”两种工作模式，在收星好的环境中采用“三星授时”，该方法可以自动完成授时；在收星不好的环境中采用“单星授时”模式，采用GPS的纬度、经度和海拔高度信息或由用户手动输入安装点的纬度、经度和海拔高度地理位置信息。该方法能够满足不同收星情况下的应用，可以很好的解决目前北斗因卫星少而在授时系统中的应用问题。

本发明的一种使用北斗卫星的精确授时方法，将精确授时方法分为两种工作模式，在接收卫星信号良好的环境中采用“三星授时”模式，“三星授时”模式是在搜索到的北斗卫星大于等于三颗时使用的模式，“三星授时”模式可自动使用三颗及以上的北斗卫星完成授时；在接收卫星信号不好的环境中采用“单星授时”模式，“单星授时”模式是在同时搜索到的北斗卫星少于三颗时使用的模式，“单星授时”模式采用GPS的纬度、经度和海拔高度信息或由用户手动输入安装点的纬度、经度和海拔高度地理位置信息，具体包括：

1)在使用“三星授时”模式状态时，电力系统授时设备中的北斗卫星接收模块自动确定安装点的纬度、经度和海拔高度地理位置信息，从而自动输出授时信息到电力设备中；

2)在使用“单星授时”模式状态时，在“单星授时”模式下有两种方式获得纬度、经度和海拔高度地理位置信息：

a)电力系统授时设备中的北斗卫星接收模块和GPS设备配合使用，在GPS设备搜索到3颗及以上卫星的情况下，将GPS设备获得的纬度、经度和海拔高度地理位置信息输出到电力系统授时设备中的北斗卫星接收模块，所述北斗模块将此信息存储在非易失性RAM中，以此作为自己的地理位置信息，从而输出授时信息到电力设备中；

b)用户使用其它测量手段获得当地的纬度、经度和海拔高度地理位置信息，手动输入到电力系统授时设备中的北斗卫星接收模块中，所述北斗模块将此信息存储在非易失性RAM中，以此作为自己的地理位置信息，从而输出授时信息到电力设备中。

本发明的有益效果是：

本发明的方法设置“三星授时”和“单星授时”两种工作模式，能够解决北斗卫星不同收星情况下的应用，具有很好的实用价值。

附图说明

下面结合附图对本发明进一步说明。

图1示出了依据本发明的授时方法的流程示意图。

具体实施方式

本发明的方法的技术方案包括下列步骤：

1)“三星授时”模式，在周围没有遮挡物，收星良好的环境中应用“三星授时”模式。在“三星授时”模式下，北斗接收模块自动确定安装点的纬度、经度和海拔高度信息，自动输出授时信息。

2)“单星授时”模式，在不能同时收到3颗以上卫星的环境中应用“单星授时”模式。在“单星授时”模式下有两种方式获得纬度、经度和海拔高度地理位置信息：

a)和GPS配合使用，在GPS收到3颗以上卫星的情况下，将GPS获得的纬度、经度和海拔高度信息传递给北斗模块，北斗模块将此信息存储在非易失性RAM中，以此作为自己的地理位置信息进行授时；

b)用户用其它测量手段获得当地的纬度、经度和海拔高度地理位置信息，手动输入到北斗模块中，北斗模块将此信息存储在非易失性RAM中，以此作为自己的地理位置信息进行授时。

下面是本发明的一个优选实例，以下结合本附图对本发明实现的技术方案做进一步说明。

如附图1所示：程序启动时，首先判断是否是“三星授时”，若是“三星授时”，则自动从报文中得到纬度、经度和海拔高度信息；若是“单星授时”，则再判断是否是手动模式，若是手动模块，则需要手动输入纬度、经度和海拔高度，若是自动模式，则自动从GPS模块中获得纬度、经度和海拔高度信息。知道了安装点的纬度、经度和海拔高度后就可以输出授时信息了。

此处已经根据特定的示例性实施例对本发明进行了描述。对本领域的技术人员来说在不脱离本发明的范围下进行适当的替换或修改将是显而易见的。示例性的实施例仅仅是例证性的，而不是对本发明的范围的限制，本发明的范围由所附的权利要求定义。

Claims (1)

1.一种使用北斗卫星的精确授时方法，其特征在于将精确授时方法分为两种工作模式，在接收卫星信号良好的环境中采用“三星授时”模式，“三星授时”模式是在搜索到的北斗卫星大于等于三颗时使用的模式，“三星授时”模式可自动使用三颗及以上的北斗卫星完成授时；在接收卫星信号不好的环境中采用“单星授时”模式，“单星授时”模式是在同时搜索到的北斗卫星少于三颗时使用的模式，“单星授时”模式采用GPS的纬度、经度和海拔高度信息或由用户手动输入安装点的纬度、经度和海拔高度地理位置信息，具体包括：

1)在使用“三星授时”模式状态时，电力系统授时设备中的北斗卫星接收模块自动确定安装点的纬度、经度和海拔高度地理位置信息，从而自动输出授时信息到电力设备中；

2)在使用“单星授时”模式状态时，在“单星授时”模式下有两种方式获得纬度、经度和海拔高度地理位置信息：

a)电力系统授时设备中的北斗卫星接收模块和GPS设备配合使用，在GPS设备搜索到3颗及以上卫星的情况下，将GPS设备获得的纬度、经度和海拔高度地理位置信息输出到电力系统授时设备中的北斗卫星接收模块，所述北斗模块将此信息存储在非易失性RAM中，以此作为自己的地理位置信息，从而输出授时信息到电力设备中；

b)用户使用其它测量手段获得当地的纬度、经度和海拔高度地理位置信息，手动输入到电力系统授时设备中的北斗卫星接收模块中，所述北斗模块将此信息存储在非易失性RAM中，以此作为自己的地理位置信息，从而输出授时信息到电力设备中。

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