CN106773635A - 一种授时精度检测系统及实现方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种授时精度检测系统及实现方法，包括信号接收部分、数据处理部分、分析结果输出部分,网络信号接收单元、光纤信号接收单元、脉冲信号接收单元、数字信号接收单元、接收机单元、原子钟单元、电源单元、显示单元、分析数据输出单元均连接到数据处理部分数据处理单元，数据处理单元将信号接收部分接收的网络信号、光纤信号、脉冲信号、数字信号在DSP、FPGA模块中进行高速数据采集、高速比较算法、合理性判断、守时、数据协议转换等处理。技术效果是可以实时测量网络信号、光纤信号、脉冲信号、数字信号四种类型的时间信号；测量数据可通过上位机软件进行记录、存储，可进行离线分析；便携式的设计满足了授时设备现场测试的需求。

Description

一种授时精度检测系统及实现方法

技术领域

本发明涉及一种检测系统，特别涉及一种授时精度检测系统及实现方法。

背景技术

随着北斗卫星导航系统的迅速发展，授时功能也越来越受到广泛应用，军事、电力、通信、交通、广播电视、金融等行业，均需要精确的时间同步系统，近年来随着时间同步系统的逐渐推广使用，由于卫星时间源的授时方式（很容易干扰）、守时技术、冗余技术、可靠性等原因，各个时间同步系统的性能也是参差不齐。一种功能齐全、性能可靠、技术先进的授时精度检测系统，成为了适应市场的需求与发展趋势。

发明内容

为克服现有技术的不足，本发明提供一种授时精度检测系统及实现方法,具体技术方案是，一种授时精度检测系统，包括信号接收部分、数据处理部分、分析结果输出部分、显示单元和机箱,其特征在于：机箱采用3u标准尺寸密闭机箱，信号接收部分、数据处理部分、分析结果输出部分置于机箱内，显示单元固定于机箱外侧，所述的信号接收部分包括网络信号接收单元、光纤信号接收单元、脉冲信号接收单元、数字信号接收单元，所述的数据处理部分包括数据处理单元、接收机单元、原子钟单元、电源单元，所述的分析结果输出部分包括显示单元、分析数据输出单元；网络信号接收单元、光纤信号接收单元、脉冲信号接收单元、数字信号接收单元单向连接数据处理单元，接收机单元、原子钟单元双向连接数据处理单元，数据处理单元单向连接显示单元、分析数据输出单元，电源单元为各单元送电，接收机为整个系统提供卫星基准信号，原子钟给高速采集模块和数据处理模块提供高精度的稳定时钟，也为整机的时间基准稳定度以及守时的精度提供时钟保障；

所述的数据处理部分电路连接为，接收机单元输出稳定PPS给原子钟，并且将时间信息发送给数据处理单元的FPGA，原子钟连续接收两个小时的稳定PPS并且驯服本地时钟后将本地时钟PPS传输给数据处理单元的FPGA作为基准，另外，原子钟向数据处理单元提供稳定的10MHz时钟，数据处理单元的FPGA还接收信号接收部分解算出的TTL电平信息，提取出其内部时间信息及PPS，一并存放在SDRAM中，信号接收部分接收外部时间源的时间信息及本地时间信息发送给数据处理单元的DSP，FPGA和DSP之间通过数据总线进行通信，DSP将外部时间源的时间信息和本地时间信息进行比较，计算出钟差，并且分析所有外部时间源的钟差及其钟差变化，计算出各时源的时间质量和精度，并将数据分别存放在铁电RAM、FLASH、SDRAM中，然后将外部时源的质量、精度及携带的时间等信息发送给显示单元用于显示，发送给上位机软件进行分析。

实现方法包括以下步骤,a、信号接收部分接收四种类型的时间信息，分别为网络信号、光纤信号、脉冲信号、数字信号,各种类型的时间信息分别通过隔离模块、光电转换模块、网络变压模块、数据解算模块将信号解算成电信号，并将通过协议对每一路信号进行标记；b、数据处理单元由FPGA将接收部分的电信号进行高速数据采集，并存放在RAM中，接收机为整个系统提供卫星基准信号，提供高精度的稳定时钟，DSP根据接收机和原子钟输出的本地时间源为基准，将采集的数据与本地时间源进行比较，经过一定的算法计算出相对于本地时间的绝对时间，即钟差，放置到协议中相应的位置，并将数据存放在RAM中，FPGA和DSP之间通过数据总线进行通信；c、分析结果输出部分将数据处理单元的处理结果一方面通过协议转换通过显示单元显示在屏幕上，另一方面通过分析数据输出单元经过协议转换输送给上位机，通过上位机软件提供用户控制和显示界面。

本发明的技术效果是，可以实时测量网络信号、光纤信号、脉冲信号、数字信号四种类型的时间信号精度和显示，测量数据还可通过上位机软件进行记录、存储和进行离线分析。

附图说明

图1为本发明的系统功能框图；

图2为本发明的数据处理部分原理框图；

图3为本发明系统工作流程图。

具体实施方式

如图1、2所示，一种授时精度检测系统，包括信号接收部分、数据处理部分、分析结果输出部分、显示单元和机箱,机箱采用3u标准尺寸密闭机箱，信号接收部分、数据处理部分、分析结果输出部分置于机箱内，显示单元固定于机箱外侧，机箱在研制、生产过程中均进行了高低温、湿热、冲击、振动、绝缘性能、电磁兼容试验，试验前后各项指标测试结果均符合精度要求，所述的信号接收部分包括网络信号接收单元、光纤信号接收单元、脉冲信号接收单元、数字信号接收单元，所述的数据处理部分包括数据处理单元、接收机单元、原子钟单元、电源单元，所述的分析结果输出部分包括显示单元、分析数据输出单元；网络信号接收单元、光纤信号接收单元、脉冲信号接收单元、数字信号接收单元单向连接数据处理单元，接收机单元、原子钟单元双向连接数据处理单元，数据处理单元单向连接显示单元、分析数据输出单元，电源单元为各单元送电，接收机为整个系统提供卫星基准信号，原子钟给高速采集模块和数据处理模块提供高精度的稳定时钟，也为整机的时间基准稳定度以及守时的精度提供时钟保障；

所述的数据处理部分电路连接为，接收机单元输出稳定PPS给原子钟，并且将时间信息发送给数据处理单元的FPGA，原子钟连续接收两个小时的稳定PPS并且驯服本地时钟后将本地时钟PPS传输给数据处理单元的FPGA作为基准，另外，原子钟向数据处理单元提供稳定的10MHz时钟，数据处理单元的FPGA还接收信号接收部分解算出的TTL电平信息，提取出其内部时间信息及PPS，一并存放在SDRAM中，信号接收部分接收外部时间源的时间信息及本地时间信息发送给数据处理单元的DSP，FPGA和DSP之间通过数据总线进行通信，DSP将外部时间源的时间信息和本地时间信息进行比较，计算出钟差，并且分析所有外部时间源的钟差及其钟差变化，计算出各时源的时间质量和精度，并将数据分别存放在铁电RAM、FLASH、SDRAM中，然后将外部时源的质量、精度及携带的时间等信息发送给显示单元用于显示，发送给上位机软件进行分析。

如图3所示，实现方法包括以下步骤,

a、信号接收部分接收四种类型的时间信息，分别为网络信号、光纤信号、脉冲信号、数字信号,各种类型的时间信息分别通过隔离模块、光电转换模块、网络变压模块、数据解算模块将信号解算成电信号，并将通过协议对每一路信号进行标记；

b、数据处理单元由FPGA将接收部分的电信号进行高速数据采集，并存放在RAM中，接收机为整个系统提供卫星基准信号，提供高精度的稳定时钟，DSP根据接收机和原子钟输出的本地时间源为基准，将采集的数据与本地时间源进行比较，经过一定的算法计算出相对于本地时间的绝对时间，即钟差，放置到协议中相应的位置，并将数据存放在RAM中；

c、分析结果输出部分将数据处理单元的处理结果一方面通过协议转换通过显示单元显示在屏幕上，另一方面通过分析数据输出单元经过协议转换输送给上位机，通过上位机软件提供用户控制和显示界面。

特点是

通过捕获、测量、运算、存储、分析功能将网络信号、光纤信号、脉冲信号、数字信号的精度测量出来，并给出测量结果，也可自动生成测试报告。

授时精度检测系统可测量的信号类型

网络信号：NTP、SNTP、PTP；光纤信号：IRIG-B（AC）、IRIG-B（DC）；脉冲信号：PPS-TTL、PPS-422、PPS-485、PPS-空接点、10MHz频率；数字信号：RS232、RS422、RS485等。网络信号的NTP、SNTP的测量精度达到10us，分辨率达到1us，PTP的测量精度达到100ns，分辨率10ns；光纤信号的测量精度达到100ns，分辨率10ns；脉冲信号测量精度达到10ns，分辨率1ns；数字信号测量精度达到200ns，分辨率20ns。

Claims (2)

1.一种授时精度检测系统，包括信号接收部分、数据处理部分、分析结果输出部分、显示单元和机箱,其特征在于：机箱采用3u标准尺寸密闭机箱，信号接收部分、数据处理部分、分析结果输出部分置于机箱内，显示单元固定于机箱外侧，所述的信号接收部分包括网络信号接收单元、光纤信号接收单元、脉冲信号接收单元、数字信号接收单元，所述的数据处理部分包括数据处理单元、接收机单元、原子钟单元、电源单元，所述的分析结果输出部分包括显示单元、分析数据输出单元；网络信号接收单元、光纤信号接收单元、脉冲信号接收单元、数字信号接收单元单向连接数据处理单元，接收机单元、原子钟单元双向连接数据处理单元，数据处理单元单向连接显示单元、分析数据输出单元，电源单元为各单元送电，接收机为整个系统提供卫星基准信号，原子钟给高速采集模块和数据处理模块提供高精度的稳定时钟，也为整机的时间基准稳定度以及守时的精度提供时钟保障；其中，所述的数据处理部分电路连接为，接收机单元输出稳定PPS给原子钟，并且将时间信息发送给数据处理单元的FPGA，原子钟连续接收两个小时的稳定PPS并且驯服本地时钟后将本地时钟PPS传输给数据处理单元的FPGA作为基准，另外，原子钟向数据处理单元提供稳定的10MHz时钟，数据处理单元的FPGA还接收信号接收部分解算出的TTL电平信息，提取出其内部时间信息及PPS，一并存放在SDRAM中，信号接收部分接收外部时间源的时间信息及本地时间信息发送给数据处理单元的DSP，FPGA和DSP之间通过数据总线进行通信，DSP将外部时间源的时间信息和本地时间信息进行比较，计算出钟差，并且分析所有外部时间源的钟差及其钟差变化，计算出各时源的时间质量和精度，并将数据分别存放在铁电RAM、FLASH、SDRAM中，然后将外部时源的质量、精度及携带的时间等信息发送给显示单元用于显示，发送给上位机软件进行分析。

2.采用权利要求1所述一种授时精度检测系统的实现方法，其特征在于：实现方法包括以下步骤,

a、信号接收部分接收四种类型的时间信息，分别为网络信号、光纤信号、脉冲信号、数字信号,各种类型的时间信息分别通过隔离模块、光电转换模块、网络变压模块、数据解算模块将信号解算成电信号，并将通过协议对每一路信号进行标记；

b、数据处理单元由FPGA将接收部分的电信号进行高速数据采集，并存放在SDRAM中，接收机为整个系统提供卫星基准信号，提供高精度的稳定时钟，DSP根据接收机和原子钟输出的本地时间源为基准，将采集的数据与本地时间源进行比较，经过一定的算法计算出相对于本地时间的绝对时间，即钟差，放置到协议中相应的位置，并将数据分别存放在铁电RAM、FLASH、SDRAM中，

c、分析结果输出部分将数据处理单元的处理结果一方面通过协议转换通过显示单元显示在屏幕上，另一方面通过分析数据输出单元经过协议转换输送给上位机，通过上位机软件提供用户控制和显示界面。