CN105137751A - 一种计量生产调度平台时间量值的校准系统及其校准方法 - Google Patents

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赵莎
卢达
林繁涛
白静芬
陈松方
李华
白璋
宋晓卉
曾彦超
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Abstract

本发明提供一种计量生产调度平台时间量值的校准系统及其校准方法，该系统包括甲地卫星接收机，甲地标准铯原子钟，甲地微跃计，甲地精密计数器、甲地计算机数据处理系统、乙地被测系统卫星接收机，乙地被测原子钟，乙地被测系统微跃计，乙地被测系统精密计数器、乙地计算机数据处理系统。本发明利用卫星共视的方式实现电力系统计量生产调度平台时间量值的溯源和比对，实现了计量生产调度平台时间值的远程校准，卫星共视可以借助于GPS卫星导航系统或北斗卫星导航系统，校准量值可以溯源到国家时间基准。

Description

一种计量生产调度平台时间量值的校准系统及其校准方法
技术领域
本发明涉及电力系统领域，具体涉及一种计量生产调度平台时间量值的校准系统及其校准方法。
背景技术
计量生产调度平台在电力系统计量领域有重要作用。目前已经建立国网计量中心和各省电能计量中心两级计量生产调度平台，国网计量中心可以通过计量生产调度平台系统在线监测各省电能计量中心电能表的检定、仓储、配送情况。
目前，计量生产调度平台依靠卫星单向授时或NTP网络授时获得时间，时间量值没有检定或校准，各省计量调度生产平台的时间量值之间在存在显著差异。这导致国网计量中心生产调度平台对各省级计量生产调度平台的监测存在偏差，且各省级计量生产调度平台不能向检定流水线下发统一和准确时间。
建立时间频率校准装置，采用卫星共视的方法实现时间量值的校准及溯源，可以有效解决计量生产调度平台时间量值校准的问题，保证电网公司计量生产调度平台系统时间量值的准确和统一。
发明内容
为克服上述现有技术的不足，本发明提供一种计量生产调度平台时间量值的校准系统及其校准方法，依托时间频率计量标准装置，利用卫星共视法，对计量生产调度平台的时间量值进行远距离校准和溯源。
实现上述目的所采用的解决方案为：
一种计量生产调度平台时间量值的校准系统，该系统包括甲地卫星接收机，甲地标准铯原子钟，甲地微跃计，甲地精密计数器，甲地计算机数据处理系统，乙地被测系统卫星接收机，乙地被测原子钟，乙地被测系统微跃计，乙地被测系统精密计数器，乙地计算机数据处理系统。
优选的，所述甲地卫星接收机即标准实验室卫星接收机接收锁定的卫星信号并产生1pps的秒脉冲信号。
所述乙地被测系统卫星接收机即被测实验室卫星接收机接收与标准实验室相同的卫星信号并产生1pps的秒脉冲信号。
优选的，所述甲地标准铯原子钟在本地产生高精度稳定的1pps的秒脉冲信号。
所述乙地被测原子钟在本地产生1pps的被测秒脉冲信号。
优选的，所述甲地精密计数器用于比较所述甲地卫星接收机产生的秒脉冲信号与所述甲地标准铯原子钟产生的秒脉冲信号。
所述乙地被测系统精密计数器用于比较所述乙地被测系统卫星接收机产生的秒脉冲信号与所述乙地被测原子钟产生的秒脉冲信号。
优选的，所述甲地计算机数据处理系统用于运算经所述甲地精密计数器处理的数据得出甲地标准时钟与卫星时钟时间的差值。
所述乙地计算机数据处理系统用于运算经所述乙地被测系统精密计数器处理的数据得出乙地被测时钟与卫星时钟时间的差值。
优选的，所述甲地微跃计根据甲地标准时钟与卫星时钟时间的差值对甲地时钟进行调整形成标准时间。
所述乙地被测系统微跃计根据乙地时钟与卫星时钟时间的差值对乙地时钟进行粗调并根据获取的甲乙两地时间差对乙地时钟进行微调以更接近于标准时间。
进一步的，所述甲地卫星接收机和所述乙地被测系统卫星接收机均具有16个通道，甲、乙两地可以同时观测多颗卫星实现连续无间断比对。
一种校准系统的校准方法，所述方法包括：设TA(t)为甲地时钟根据卫星时钟调整之后的在t时刻的读数，TB(t)为乙地时钟根据卫星时钟调整之后的在t时刻的读数，GPS(t)为卫星时钟在t时刻的读数，则
ΔTAG(t)＝TA(t)-GPS(t)
ΔTBG(t)＝TB(t)-GPS(t)
ΔTAG(t)为甲地时间与GPS时钟的时差；ΔTBG(t)为乙地时间与GPS时钟的时差；
则甲、乙两地钟差ΔTAB(t)为
ΔTAB(t)＝TA(t)-TB(t)＝ΔTAG(t)-ΔTBG(t)
故t时刻乙地时钟实际值TB(t)为
TB(t)＝TA(t)-ΔTAB(t)。
时间频率计量标准装置由原子钟(或高精度晶振)、卫星接收机、计算机等组成，校准结果可以溯源到国家时间频率基准。
卫星共视法是指两个不同位置的观测者在同一时间观测同一颗GPS卫星或北斗卫星(以下简称卫星)，利用同时收到的这颗卫星的时间信号进行时间比对和同步的方法。卫星共视法以卫星时间作为时间比对的中介，卫星钟误差不对时间比对产生影响，卫星时间信号传输过程中的误差几乎可以抵消，能够发现被校准设备存在的误差，获得高时间比对精度，从而实现高质量的远程时间比对。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
本发明利用卫星共视的方式实现电力系统计量生产调度平台时间量值的溯源和比对，实现了计量生产调度平台时间值的远程校准，卫星共视可以借助于GPS卫星导航系统或北斗卫星导航系统，校准量值可以溯源到国家时间基准。
附图说明
图1是本发明的共视法校准时间频率的原理结构图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式做进一步的详细说明。
如图1所示，系统包括甲地卫星接收机1，甲地铯原子钟2，甲地微跃计3，甲地精密计数器4、甲地计算机数据处理系统5、乙地卫星接收机6，乙地被测原子钟7，乙地微跃计8，乙地精密计数器9、乙地计算机数据处理系统10。
甲地即标准实验室卫星接收机1接收锁定的卫星信号产生1pps的秒脉冲信号，甲地铯原子钟2在本地产生高精度稳定的1pps的秒脉冲信号，卫星接收机1产生的秒脉冲信号与铯原子钟2产生的秒脉冲信号同时接入精密计数器4进行比较，经甲地实验室计算机数据处理系统5运算处理得出甲地标准时钟与卫星时钟时间的差值；乙地即被测实验室卫星接收机6接收与标准实验室相同的卫星信号并产生1pps的秒脉冲信号，乙地被测原子钟7在本地产生1pps的被测秒脉冲信号，卫星接收机6产生的秒脉冲信号与被测原子钟7产生的秒脉冲信号同时接入精密计数器9进行比较，经乙地实验室计算机数据处理系统10运算处理得出乙地被测时钟与卫星时钟时间的差值。甲地标准时钟与卫星时钟时间的差值与乙地被测时钟与卫星时钟时间的差值进行比较得出的差值就是被测时钟与标准时钟的时间差，乙地被测时钟将时间差修正值输入微跃计8对乙地时钟进行微调以更接近于标准时间，同理甲地实验室采取同样的方法与上级标准比较，将所得测量结果输入甲地实验室微跃计3对甲地时钟进行调整。乙地在接收卫星信号后通过微跃计8进行粗调整。
一种校准系统的校准方法，所述方法包括：设TA(t)为甲地时钟根据卫星时钟调整之后的在t时刻的读数，TB(t)为乙地时钟根据卫星时钟调整之后的在t时刻的读数，GPS(t)为卫星时钟在t时刻的读数，则
ΔTAG(t)＝TA(t)-GPS(t)
ΔTBG(t)＝TB(t)-GPS(t)
ΔTAG(t)为甲地时间与GPS时钟的时差；ΔTBG(t)为乙地时间与GPS时钟的时差；
则甲、乙两地钟差ΔTAB(t)为
ΔTAB(t)＝TA(t)-TB(t)＝ΔTAG(t)-ΔTBG(t)
故t时刻乙地时钟实际值TB(t)为
TB(t)＝TA(t)-ΔTAB(t)。
时间频率计量标准装置由原子钟(或高精度晶振)、卫星接收机、计算机等组成，校准结果可以溯源到国家时间频率基准。
前述的时间校准方法，能够对电力系统计量生产调度平台的时间量值进行远程校准，避免长距离搬运原子钟或高精度晶振带来的各种问题。
前述的时间校准方法，甲、乙两地实验室可以利用GPS卫星导航系统或北斗卫星导航系统实现卫星共视比对。
前述的时间校准方法，卫星时间只作为中介，不直接作为计量生产调度平台的时间源，卫星钟误差不对时间比对产生影响，卫星时间信号传输过程中的误差几乎可以抵消。
最后应当说明的是:以上实施例仅用于说明本申请的技术方案而非对其保护范围的限制,尽管参照上述实施例对本申请进行了详细的说明,所属领域的普通技术人员应当理解:本领域技术人员阅读本申请后依然可对申请的具体实施方式进行种种变更、修改或者等同替换，但这些变更、修改或者等同替换，均在申请待批的权利要求保护范围之内。

Claims (8)

1.一种计量生产调度平台时间量值的校准系统，其特征在于，该系统包括甲地卫星接收机，甲地标准铯原子钟，甲地微跃计，甲地精密计数器，甲地计算机数据处理系统；乙地被测系统卫星接收机，乙地被测原子钟，乙地被测系统微跃计，乙地被测系统精密计数器，乙地计算机数据处理系统。
2.根据权利要求1所述的校准系统，其特征在于，所述甲地卫星接收机即标准实验室卫星接收机接收锁定的卫星信号并产生1pps的秒脉冲信号；
所述乙地被测系统卫星接收机即被测实验室卫星接收机接收与标准实验室相同的卫星信号并产生1pps的秒脉冲信号。
3.根据权利要求1所述的校准系统，其特征在于，所述甲地标准铯原子钟在本地产生高精度稳定的1pps的秒脉冲信号；
所述乙地被测原子钟在本地产生1pps的被测秒脉冲信号。
4.根据权利要求1所述的校准系统，其特征在于，所述甲地精密计数器用于比较所述甲地卫星接收机产生的秒脉冲信号与所述甲地标准铯原子钟产生的秒脉冲信号；
所述乙地被测系统精密计数器用于比较所述乙地被测系统卫星接收机产生的秒脉冲信号与所述乙地被测原子钟产生的秒脉冲信号。
5.根据权利要求1所述的校准系统，其特征在于，所述甲地计算机数据处理系统用于运算经所述甲地精密计数器处理的数据得出甲地标准时钟与卫星时钟时间的差值；
所述乙地计算机数据处理系统用于运算经所述乙地被测系统精密计数器处理的数据得出乙地被测时钟与卫星时钟时间的差值。
6.根据权利要求1所述的校准系统，其特征在于，所述甲地微跃计根据甲地标准时钟与卫星时钟时间的差值对甲地时钟进行调整形成标准时间；
所述乙地被测系统微跃计根据乙地时钟与卫星时钟时间的差值对乙地时钟进行粗调并根据获取的甲乙两地时间差对乙地时钟进行微调以更接近于标准时间。
7.根据权利要求2所述的校准系统，其特征在于，所述甲地卫星接收机和所述乙地被测系统卫星接收机均具有16个通道，甲、乙两地可以同时观测多颗卫星实现连续无间断比对。
8.一种如权利要求1所述的校准系统的校准方法，其特征在于，所述方法包括：设TA(t)为甲地时钟根据卫星时钟调整之后的在t时刻的读数，TB(t)为乙地时钟根据卫星时钟调整之后的在t时刻的读数，GPS(t)为卫星时钟在t时刻的读数，则
ΔTAG(t)＝TA(t)-GPS(t)
ΔTBG(t)＝TB(t)-GPS(t)
ΔTAG(t)为甲地时间与GPS时钟的时差；ΔTBG(t)为乙地时间与GPS时钟的时差；
则甲、乙两地钟差ΔTAB(t)为
ΔTAB(t)＝TA(t)-TB(t)＝ΔTAG(t)-ΔTBG(t)
故t时刻乙地时钟实际值TB(t)为
TB(t)＝TA(t)-ΔTAB(t)。
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