CN106527112A - 一种高精度时间获取方法和装置 - Google Patents

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段文彬
胡冲
王良前
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    • G04R20/02—Setting the time according to the time information carried or implied by the radio signal the radio signal being sent by a satellite, e.g. GPS
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Abstract

本发明提供一种高精度时间获取方法和装置，应用于授时技术领域，其中所述方法包括步骤：接收一授时信号和一秒脉冲信号；依据所述秒脉冲信号复位并重启对一晶体振荡器的计数，得到一计数值；换算所述计算值得到一精确时间，并将所述精确时间与所述授时信号对应的时间进行合并相加，得到当前时间；此外，还提供了与所述方法对应的装置，本发明相比现有技术时间方法和结构更为简单，不会出现误差积累的情况，且精度更高。

Description

一种高精度时间获取方法和装置
技术领域
本发明涉及授时技术领域，特别是涉及一种高精度时间获取方法和装置。
背景技术
在目前的授时技术领域，主要采用GPS/北斗或网络对设备内部时钟进行授时，然后读取内部时钟的方式来获取设备当前时间。这种方式存在以下缺陷：处理电路复杂，需要有校时电路及本地时钟电路，而且直接读取设备内部时钟，时间精度误差会累积，导致误差越来越大。
发明内容
鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种高精度时间获取方法和装置，用于解决现有授时技术中处理电路复杂、时间精度误差会积累而导致误差较大的问题。
为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供以下方案：
一种高精度时间获取方法，包括：接收一授时信号和一秒脉冲信号；依据所述秒脉冲信号复位并重启对一晶体振荡器的计数，得到一计数值；换算所述计算值得到一精确时间，并将所述精确时间与所述授时信号对应的时间进行合并相加，得到当前时间。
在一优选实施方案中，所述授时信号为GPS授时信号、Galileo授时信号、GLONASS授时信号、北斗授时信号中的至少一种。
在一优选实施方案中，接收所述授时信号的频率高于1秒/次。
在一优选实施方案中，所述秒脉冲信号的误差小于等于100纳秒。
在一优选实施方案中，所述晶体振荡器的误差为小于等于50ppm，所述晶体振荡器的频率大于等于1MHz。
此外，本发明还提供一种高精度时间获取装置，包括：信号接收单元，用于接收一授时信号和一秒脉冲信号；计数单元，用于依据所述秒脉冲信号复位并重启对一晶体振荡器的计数，得到一计数值；时间处理单元，用于换算所述计算值得到一精确时间，并将所述精确时间与所述授时信号对应的时间进行合并相加，得到当前时间。
在一优选实施方案中，所述授时信号为GPS授时信号、Galileo授时信号、GLONASS授时信号、北斗授时信号中的至少一种。
在一优选实施方案中，接收所述授时信号的频率高于1秒/次。
在一优选实施方案中，所述秒脉冲信号的误差小于等于100纳秒。
在一优选实施方案中，所述晶体振荡器的误差为小于等于50ppm，所述晶体振荡器的频率大于等于1MHz。
如上所述，本发明具有以下有益效果：本发明采用GPS/Galileo/GLONASS/北斗等方式进行授时保证了时间信号源稳定，使得时间可以保持的秒级；同时利用秒脉冲信号(即pps信号)来触发对晶体振荡器进行复位并重新开始计数的方式来得到一计数值，从而获取到秒级以后的精度时间，最后将二者进行合并得到当前的时间，从而避免了现有技术中由于器件本身的误差而形成误差积累的情况，将时间的误差取决于秒脉冲信号和晶体振荡器自身的误差，同时也使得电路结构更为简单，且精度更高。
附图说明
图1显示为本发明一种高精度时间获取方法的流程图。
图2显示为本发明一种高精度时间获取装置的原理图。
附图标号说明
100 高精度时间获取装置
110 信号接收单元
120 计数单元
130 时间处理单元
S1～S3 步骤
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。
需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。
实施例1
本实施例提供一种高精度时间获取方法，见图1，其具体包括以下实现步骤：
步骤S1，接收一授时信号和一秒脉冲信号。
在具体实施中个，授时信号可以为GPS授时信号、Galileo授时信号、GLONASS授时信号、北斗授时信号中的至少一种或者多种交替发送的方式获得，具体的，该授时信号的精确到秒级，例如可以为2016年11月4日11时11分25秒。
优选地，接收所述授时信号的频率大于一秒一次。
优选地，所述秒脉冲信号的误差小于等于100纳秒，更优的，可以为小于等于50纳秒，当然本领域技术人员可以根据当前的技术精度和成本考虑，来进行自行选择，这并不影响本发明的实施和实现。
步骤S2，依据所述秒脉冲信号复位并重启对一晶体振荡器的计数，得到一计数值。
在具体实施中，该晶体振荡器为一高精度的晶体振荡器，例如可以为误差小于等于50ppm、频率大于等于1MHz以上的晶体振荡器，进一步地，可以优选为误差小于等于1ppm、频率大于等于20MHz以上的晶体振荡器，当然本领域技术人员可以根据当前的技术精度和成本考虑，来进行自行选择，这并不影响本发明的实施和实现。一般地，可以是在一个秒脉冲信号的上升沿或者下降沿到来时(当然这只是一种优选的方式，如果技术的进步，也可以采用秒冲信号的其它部分来进行触发)来触发对该晶体振荡器计数，当下一个秒脉冲信号的上升沿或者下降沿到来时，得到一计数值，并复位和重新启动对该晶体振荡器的计数，如此往复。
通过本步骤得到的计数值，可以为后面提供秒级以下精度的时间提供基础。
步骤S3，换算所述计算值得到一精确时间，并将所述精确时间与所述授时信号对应的时间进行合并相加，得到当前时间。
在具体实施中，将将得到计数值转换成对应的时间，一般误差可以小于等于一百纳秒，进而再与该授时信号对应的时间进行相加，得到当前时间，这个时间的误差可以小于一微秒。相比现有技术，其精度更高，且实现方式更为简单。
实施例2
本实施例还提供了一种高精度时间获取装置，如图2，该高精度时间获取装置100包括：信号接收单元110，用于接收一授时信号和一秒脉冲信号；计数单元120，用于依据所述秒脉冲信号复位并重启对一晶体振荡器的计数，得到一计数值；时间处理单元130，用于换算所述计算值得到一精确时间，并将所述精确时间与所述授时信号对应的时间进行合并相加，得到当前时间。
上述装置依据秒脉冲信号对晶体振荡器进行复位和重新计数的方式来避免误差累积的情况，从而提供一种结构更为简单、时间精度更高的时间获取方法。
在具体实施中，授时信号和秒脉冲信号可以通过网络授时的方式来实现，例如，所述授时信号可以为GPS授时信号、Galileo授时信号、GLONASS授时信号、北斗授时信号中的至少一种。需要理解的是，秒脉冲信号(也即是PPS信号)是随授时信号一同发出的，在进行接收时，可以通过一个接口来实现接收，当然，也可以通过两个接口来分别同时接收。具体的接收方式可以根据具体的需要来选择，这并不影响本发明的实现和实施，同时本发明也不限制信号接收的方式。
在一优选实施例中，接收所述授时信号的频率高于1秒/次。
在一优选实施例中，所述秒脉冲信号的误差小于等于100纳秒，更优的，可以为小于等于50纳秒，当然本领域技术人员可以根据当前的技术精度和成本考虑，来进行自行选择，这并不影响本发明的实施和实现。
在一优选实施例中，该晶体振荡器为一高精度的晶体振荡器，例如可以为误差小于等于50ppm、频率大于等于1MHz以上的晶体振荡器，进一步地，可以优选为误差小于等于1ppm、频率大于等于20MHz以上的晶体振荡器，当然本领域技术人员可以根据当前的技术精度和成本考虑，来进行自行选择，这并不影响本发明的实施和实现。
在具体实施中，上述高精度时间获取装置可以由一处理器来实现，具体的，可以将该处理器和一晶体振荡器进行连接，然后利用现有的接口来接收授时信号和秒脉冲信号，再通过预先向与处理器连接的存储器中写入的计算机程序来实现对信号的接收，以及对晶体振荡器发出的信号进行计数，最后实现时间的计算和合并，并输出。因此，在实际中个，可以将高精度时间获取装置制造成一个独立的产品，在需要获取高精度的时间信号时，只需要将其与发送授时信号和秒脉冲信号的外部器件连接、以及需要时间的本地设备连接，即可实现高精度时间的获取和输出，供本地设备使用，十分的方便。
综上所述，本发明采用GPS/Galileo/GLONASS/北斗等方式进行授时保证了时间信号源稳定，使得时间可以保持的秒级；同时利用秒脉冲信号来触发对晶体振荡器进行复位并重新开始计数的方式来得到一计数值，从而获取到秒级以后的精度时间，最后将二者进行合并得到当前的时间，从而避免了现有技术中由于器件本身的误差而形成误差积累的情况，将时间的误差取决于秒脉冲信号和晶体振荡器自身的误差，同时也使得电路结构更为简单，且精度更高。所以，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (10)

1.一种高精度时间获取方法，其特征在于，包括：
接收一授时信号和一秒脉冲信号；
依据所述秒脉冲信号复位并重启对一晶体振荡器的计数，得到一计数值；
换算所述计算值得到一精确时间，并将所述精确时间与所述授时信号对应的时间进行合并相加，得到当前时间。
2.根据权利要求1所述的高精度时间获取方法，其特征在于：所述授时信号为GPS授时信号、Galileo授时信号、GLONASS授时信号、北斗授时信号中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的高精度时间获取方法，其特征在于：接收所述授时信号的频率高于1秒/次。
4.根据权利要求1所述的高精度时间获取方法，其特征在于：所述秒脉冲信号的误差小于等于100纳秒。
5.根据权利要求1-4任一所述的高精度时间获取方法，其特征在于：所述晶体振荡器的误差为小于等于50ppm，所述晶体振荡器的频率大于等于1MHz。
6.一种高精度时间获取装置，其特征在于，包括：
信号接收单元，用于接收一授时信号和一秒脉冲信号；
计数单元，用于依据所述秒脉冲信号复位并重启对一晶体振荡器的计数，得到一计数值；
时间处理单元，用于换算所述计算值得到一精确时间，并将所述精确时间与所述授时信号对应的时间进行合并相加，得到当前时间。
7.根据权利要求6所述的高精度时间获取方法，其特征在于：所述授时信号为GPS授时信号、Galileo授时信号、GLONASS授时信号、北斗授时信号中的至少一种。
8.根据权利要求6所述的高精度时间获取装置，其特征在于：接收所述授时信号的频率高于1秒/次。
9.根据权利要求6所述的高精度时间获取装置，其特征在于：所述秒脉冲信号的误差小于等于100纳秒。
10.根据权利要求6-9任一所述的高精度时间获取方法，其特征在于：所述晶体振荡器的误差为小于等于50ppm，所述晶体振荡器的频率大于等于1MHz。
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