CN103777517A

CN103777517A - 一种检验gps对时精度系统及方法

Info

Publication number: CN103777517A
Application number: CN201310734350.6A
Authority: CN
Inventors: 张卓阳
Original assignee: Aerospace Science and Industry Shenzhen Group Co Ltd
Current assignee: Aerospace Science and Industry Shenzhen Group Co Ltd
Priority date: 2013-12-27
Filing date: 2013-12-27
Publication date: 2014-05-07

Abstract

本发明提供的一种检验GPS对时精度系统及方法，包括：GPS接收单元、系统时钟、控制单元及处理单元，GPS接收单元产生基准秒脉冲并发送至处理单元和获取GPS时间并将GPS系统时钟发送给系统时钟，系统时钟接收GPS时间完成对时，控制单元监测系统时钟毫秒位大于预设阈值时发送系统秒脉冲至处理单元，处理单元用于生成基准秒脉冲上升沿和系统秒脉冲上升沿，并计算基准秒脉冲上升沿和系统秒脉冲上升沿的时间差，通过计算时间差可以得出GPS对时的精度，简单有效，成本降低，还可以用来检验不同对时算法的精度，适用范围更广。

Description

一种检验GPS对时精度系统及方法

技术领域

本发明涉及一种检验GPS对时精度系统及方法。

背景技术

电力系统实时性：电力系统的诸多领域如三遥实时上传、故障定位分析、继电保护动作等功能，都要求电力系统具备高精度、统一稳定的时间基准。为满足上述要求，大量电力设备选择美国的全球定位系统（Global Positioning System ,GPS）技术对系统进行对时。

GPS对时系统：应用于电力设备的GPS对时系统主要由下述方法实现：硬对时、软对时、编码对时。随着电力自动化技术的发展，GPS对时方案日臻完善，不论是硬软对时结合还是编码对时的改进都大大地提高了对时的精度，但是，验证GPS对时精度的方法却寥寥无几，经有效检测后选择高精度的GPS对时系统是实现电力系统实时性的基础。

目前，电力系统采用卫星同步时钟进行对时精度的验证，但是普通的卫星钟本身不提供毫秒级的时间，无法检测GPS对时系统中毫秒时间的精度，而具备毫秒级的卫星钟相对而言比较昂贵。因此，研究一种简单有效、成本低廉的检测GPS对时系统的方法具有实际意义。

发明内容

本发明要解决上述现有技术之一的问题，提供一种操作简单、成本低廉的检验GPS对时精度系统，本发明的另一个目的是提供一种检验GPS对时精度的方法。

一种检验GPS对时精度系统，包括：

GPS接收单元，用于产生基准秒脉冲并发送至处理单元和获取GPS时间并将GPS时间发送给系统时钟；

系统时钟，用于接收GPS接收单元发送的GPS时间并完成系统对时；

控制单元，用于监测系统时钟毫秒位大于预设阈值时发送系统秒脉冲至处理单元；

处理单元，用于计算基准秒脉冲的上升沿和系统秒脉冲的上升沿的时间差。

进一步地，所述预设阈值为999。

进一步地，所述处理单元为示波器，基准秒脉冲输入示波器的第一通道生成基准秒脉冲上升沿，系统秒脉冲输入示波器的第二通道生成系统秒脉冲上升沿。

进一步地，所述检验GPS对时精度系统还包括用于接收系统秒脉冲同时产生高电平的转换单元和与转换单元电连接的用于提示高电平到来的提示单元500，所述转换单元与控制单元电连接。

进一步地，所述提示单元500为LED灯。

一种检验GPS对时精度系统的检验GPS对时精度的方法，检验GPS对时精度系统包括GPS接收单元、系统时钟、控制单元及处理单元，包括以下步骤：

GPS接收单元获取GPS时间发送至系统时钟并发送基准秒脉冲至处理单元；

系统时钟接收GPS时间完成系统对时；

控制单元监测系统时钟毫秒位大于预设阈值时发出系统秒脉冲；

处理单元计算基准秒脉冲的上升沿与系统秒脉冲的上升沿的时间差。

作为一种优选的方案，检验GPS对时精度系统还包括转换单元及与转换单元电连接的提示单元，在监测系统时钟毫秒位大于预设阈值时发送系统秒脉冲之后，还包括以下步骤：

转换单元接收系统秒脉冲并产生一控制信号，并将控制信号发送给提示单元控制提示单元工作。

作为一种优选的方案，所述控制信号为一高电平信号，所述提示单元为LED灯，转换单元通过高电平信号点亮LED灯。

作为一种优选的方案，所述处理单元为示波器，处理单元计算基准秒脉冲的上升沿与系统秒脉冲的上升沿的时间差的步骤具体包括：

基准秒脉冲输入示波器的第一通道产生基准秒脉冲上升沿，系统秒脉冲输入示波器的第二通道产生系统秒脉冲上升沿；

计算基准秒脉冲的上升沿与系统秒脉冲的上升沿的时间差。

作为一种优选的方案，所述时间差越大，对时越低，时间差越小，对时精度越高。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中。

图1是本发明一种实施例的结构示意图。

图2是本发明一种实施例的流程图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1，本发明提供的一种检验GPS对时精度系统，包括：

GPS接收单元100，用于产生基准秒脉冲并发送至处理单元和获取GPS时间并将GPS时间送给系统时钟；

系统时钟600，用于接收GPS接收单元100发送的GPS时间并完成系统对时；

控制单元200，用于监测系统时钟600毫秒位大于预设阈值时发送系统秒脉冲至处理单元；

处理单元300，用于根据基准秒脉冲上升沿和系统秒脉冲上升沿，计算基准秒脉冲上升沿和系统秒脉冲上升沿的时间差。

在本实施例中，系统时钟600的毫秒位所设置预设阈值为999，当毫秒位大于999时即下一秒到来时发送系统秒脉冲至处理单元300。

检验GPS对时精度系统还包括转换单元400及与转换单元400电连接的提示单元500，转换单元400用于接收系统秒脉冲同时产生高电平，转换单元400针对GPS对时之后的系统时钟600进行处理，将系统时钟600秒脉冲信号转换成高电平输出，高电平输入到提示单元500，使得提示单元500发光提示高电平到来，转换单元400与控制单元200电连接。

转换单元400提示单元500可以广泛的采用现有技术中声光提示等装置，例如喇叭、LED灯等，本实施例中提示单元500采用LED灯。

所述处理单元300为示波器，示波器可以广泛的采用现有技术中的示波器，带有单次脉冲信号捕获功能即可，可以对每秒单脉冲信号进行捕获，单次捕获后，在示波器显示屏幕上可以显示脉冲信号的上升沿，本实施例中，选择示波器的单次按钮，每一次脉冲信号捕获都会得到一次上升沿，定义为一个通道，基准秒脉冲输入示波器的第一通道生成基准秒脉冲上升沿，系统秒脉冲输入示波器的第二通道生成系统秒脉冲上升沿，通过示波器可以得出基准秒脉冲上升沿和系统秒脉冲上升沿之间的时间差△t。

时间差△t即为GPS对时后系统时钟600的精度，时间差△t越大，说明系统时钟600精度越低，误差越大，反之，时间差△t越小，说明系统时钟600精度越高，误差越小。

本发明提供的一种检验GPS对时精度系统不仅简单有效，能快速验证经GPS对时后，系统时钟600运行的精确度，为电力系统选择符合要求的GPS对时方案带来便捷，还可以用来检验不同对时算法的精度，适用范围更广。

本发明还提供了一种检验GPS对时精度的方法，包括以下步骤：

获取GPS时间并发出一个基准秒脉冲；

根据GPS时间完成系统对时；

监测系统时钟600毫秒位大于预设阈值时发出一个系统秒脉冲；

计算基准秒脉冲上升沿与系统秒脉冲上升沿的时间差。

作为一种优选的方案，为了直观的展示秒脉冲的到来，在产生系统秒脉冲的同时产生高电平，并通过高电平点亮提示单元500，提示单元500采用LED灯，通过点灯可以直观展示系统秒脉冲到来。

结合图2所示，下面具体介绍本发明提供的检验GPS对时精度方法的一种实施例，具体还包括以下步骤：

S01，GPS接收单元100获取GPS时间发送至系统时钟600并向处理单元300发送基准秒脉冲；

S02，系统时钟600根据GPS时间完成系统对时；

S03，控制单元200监测系统时钟600的毫秒位；

S04，当毫秒位大于预设阈值时，若不大于预设阈值则执行S03；

S05，控制单元200发出系统秒脉冲；

S06，处理单元300计算基准秒脉冲的上升沿和系统秒脉冲的上升沿之间的时间差△t。

在步骤S04中，预设阈值为999，当毫秒位大于999时，执行步骤S05，若不大于999继续则执行S03；

在步骤S05中，所述转换单元400接收系统秒脉冲并产生一控制信号，并将控制信号发送给提示单元500控制提示单元500工作，所述控制信号为一高电平信号，所述提示单元500为LED灯，转换单元通过高电平信号点亮LED灯。

所以步骤S05具体还包括：

步骤S051，控制单元200向转换单元400发送系统秒脉冲；

步骤S052，转换单元400接收系统秒脉冲并转换成高电平，利用高电平点亮LED灯。通过采用LED灯提示高电平到来，可以直观展示系统秒脉冲到来。

在骤S06中，处理单元300采用示波器，所以还具体包括：

步骤S061，基准秒脉冲输入示波器的第一通道产生基准秒脉冲上升沿；

步骤S062，系统秒脉冲输入示波器的第二通道产生系统秒脉冲上升沿；

步骤S063，示波器根据基准秒脉冲的上升沿和系统秒脉冲的上升沿计算时间差△t。

测量时，示波器的一只探头连接GPS接收单元100的基准秒脉冲引脚，另一只探头连接LED灯的阳极，本领域技术人员应该理解，不再赘述。

当然，为了提高检验的准确性，采取多次测量求平均值的方法，本实施例中采用统计50次测量数据后求平均值作为GPS对时系统的精度。

需要说明的是，控制单元200以及转换单元400可以采用软件编程实现对应功能，编写，本领域技术人员应当理解，不再赘述。

转换单元400在本实施例中采用软件编程实现，编写点灯接口，该接口可以输出高电平点亮LED灯。

所述处理单元300为示波器，可以对每秒单脉冲信号进行捕获，单次捕获后，在示波器显示屏幕上可以显示脉冲信号的上升沿，本实施例中，选择示波器的单次按钮，每一次脉冲信号捕获都会得到一次上升沿，定义为一个通道，基准秒脉冲输入示波器的第一通道生成基准秒脉冲上升沿，系统秒脉冲输入示波器的第二通道生成系统秒脉冲上升沿，通过示波器可以得出基准秒脉冲上升沿和系统秒脉冲上升沿之间的时间差△t，时间差越大，对时越低，时间差越小，对时精度越高。

本发明提供一种检验GPS对时精度的方法，通过比较基准秒脉冲上升沿和系统秒脉冲上升沿得出时间差△t，从而检验GPS对时精度，也可以利用本方法检验不同对时算法的GPS对时精度。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的权利要求范围之内。

Claims

1.一种检验GPS对时精度系统，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的检验GPS对时精度系统，其特征在于，所述预设阈值为999。

3.根据权利要求1所述的检验GPS对时精度系统，其特征在于，所述处理单元为示波器，基准秒脉冲输入示波器的第一通道生成基准秒脉冲上升沿，系统秒脉冲输入示波器的第二通道生成系统秒脉冲上升沿。

4.根据权利要求1所述的检验GPS对时精度系统，其特征在于，所述检验GPS对时精度系统还包括用于接收系统秒脉冲同时产生高电平的转换单元和与转换单元电连接的用于提示高电平到来的提示单元，，所述转换单元与控制单元电连接。

5.根据权利要求4所述的检验GPS对时精度系统，其特征在于，所述提示单元500为LED灯。

6.一种检验GPS对时精度系统的检验GPS对时精度的方法，其特征在于，检验GPS对时精度系统包括GPS接收单元、系统时钟、控制单元及处理单元，包括以下步骤：

系统时钟接收GPS时间完成系统对时；

7.根据权利要求6所述检验GPS对时精度系统的检验GPS对时精度的方法，其特征在于，检验GPS对时精度系统还包括转换单元及与转换单元电连接的提示单元，在监测系统时钟毫秒位大于预设阈值时发送系统秒脉冲之后，还包括以下步骤：

8.根据权利要求7所述检验GPS对时精度系统的检验GPS对时精度的方法，其特征在于，所述控制信号为一高电平信号，所述提示单元为LED灯，转换单元通过高电平信号点亮LED灯。

9.根据权利要求6所述检验GPS对时精度系统的检验GPS对时精度的方法，其特征在于，所述处理单元为示波器，处理单元计算基准秒脉冲的上升沿与系统秒脉冲的上升沿的时间差的步骤具体包括：

计算基准秒脉冲的上升沿与系统秒脉冲的上升沿的时间差。

10.根据权利要求8所述检验GPS对时精度系统的检验GPS对时精度的方法，其特征在于，所述时间差越大，对时精度越低，时间差越小，对时精度越高。