CN108873669B - 一种计算机同步时钟的utc时间计算方法 - Google Patents

一种计算机同步时钟的utc时间计算方法 Download PDF

Info

Publication number
CN108873669B
CN108873669B CN201710325478.5A CN201710325478A CN108873669B CN 108873669 B CN108873669 B CN 108873669B CN 201710325478 A CN201710325478 A CN 201710325478A CN 108873669 B CN108873669 B CN 108873669B
Authority
CN
China
Prior art keywords
time
clock
utc time
synchronous clock
utc
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201710325478.5A
Other languages
English (en)
Other versions
CN108873669A (zh
Inventor
刘安宁
刘放
樊亮
王晓斌
徐晓乐
王华强
赵喜锋
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Xian Flight Automatic Control Research Institute of AVIC
Original Assignee
Xian Flight Automatic Control Research Institute of AVIC
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Xian Flight Automatic Control Research Institute of AVIC filed Critical Xian Flight Automatic Control Research Institute of AVIC
Priority to CN201710325478.5A priority Critical patent/CN108873669B/zh
Publication of CN108873669A publication Critical patent/CN108873669A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN108873669B publication Critical patent/CN108873669B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G04HOROLOGY
    • G04GELECTRONIC TIME-PIECES
    • G04G7/00Synchronisation
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING; COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F1/00Details not covered by groups G06F3/00 - G06F13/00 and G06F21/00
    • G06F1/04Generating or distributing clock signals or signals derived directly therefrom
    • G06F1/12Synchronisation of different clock signals provided by a plurality of clock generators
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING; COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F1/00Details not covered by groups G06F3/00 - G06F13/00 and G06F21/00
    • G06F1/04Generating or distributing clock signals or signals derived directly therefrom
    • G06F1/14Time supervision arrangements, e.g. real time clock

Abstract

本发明涉及计算机同步和守时方法,特别涉及一种计算机同步时钟的UTC时间计算方法。所述的方法包括如下步骤:步骤一,获取表征UTC时间的秒脉冲,同时获取计算机同步时钟;步骤二,实时计算最新一拍表征UTC时间的秒脉冲与最新一拍同步时钟的时间差Δt;步骤三,根据以下公式计算当前同步时钟的UTC时间Tn:Tn=Tpps+Δt,其中,Tpps为秒脉冲对应UTC时间。n为获取到Tpps的当前同步时钟及之后的计数值,n=0,1,2,3……。与现有技术相比,该方法不依赖可驯服晶振,利用普通晶振即可实现计算机同步时钟的UTC时间的获取,降低了体积和功耗;且同时可以利用秒脉冲和稳定晶振源互补完成守时修正,具有更高的可靠性。

Description

一种计算机同步时钟的UTC时间计算方法
技术领域
本发明涉及计算机同步和守时方法,特别涉及一种计算机同步时钟的UTC时间计算方法。
背景技术
近年来,基于接收机的守时授时技术非常普及,接收机具有表征UTC时间的秒脉冲,但是在导航领域还面临多传感器数据的采样同步性问题,以秒脉冲作为同步基准不能满足采样和解算的需求,这就需要带有UTC时间的高频率同步时钟。一种主流的做法是采用可驯服晶振,利用秒脉冲驯服晶振后将UTC时间传递给晶振分频出的同步时钟。但可驯服晶振会带来体积功耗的增大以及可靠性的降低。
发明内容
本发明解决的技术问题为:提供一种体积小、功耗少、可靠性高的计算机同步时钟UTC时间计算方法。
本发明的技术方案:一种计算机同步时钟的UTC时间计算方法,其特征在于所述的方法包括如下步骤:
步骤一,获取表征UTC时间的秒脉冲,同时获取计算机同步时钟;
步骤二,实时计算最新一拍表征UTC时间的秒脉冲与最新一拍同步时钟的时间差Δt;
步骤三,根据以下公式计算当前同步时钟的UTC时间Tn
Tn=Tpps+Δt
其中,Tpps为秒脉冲对应UTC时间。n为获取到Tpps的当前同步时钟及之后的计数值,n=0,1,2,3……。
优选地,所述的方法还包括如下内容:
同步时钟计算得到UTC时间后,新获取的Tpps无效或收不到新的秒脉冲时,引入稳定的晶振源,通过以下公式得到Tn的修正量ΔT:
ΔT=N×T-N×T
其中,N为单位时间内晶振源的脉冲数;T为晶振源的脉冲周期;N为单位时间内同步时钟的脉冲数,T为同步时钟的周期,N×T可以依据补偿间隔选取需要的数值。
根据以下公式计算修正后的当前同步时钟的UTC时间Tnx
Tnx=Tn+ΔT
该措施可以在外部UTC时钟源失效条件下利用稳定晶振源继续完成同步时钟的UTC时间推算,提高守时可靠性。
优选地,所述的晶振源为原子钟。其晶振稳定度和重复性高。
优选地,步骤二中当最新一拍表征UTC时间的秒脉冲与最新一拍同步时钟的时间差Δt大于1.5S时,Δt清零,自下一拍秒脉冲重新计算。该措施可以避免计数溢出导致的运算错误。
本发明的有益效果:与现有技术相比,该方法不依赖可驯服晶振,利用普通晶振即可实现计算机同步时钟的UTC时间的获取,降低了体积和功耗;且同时可以利用秒脉冲和稳定晶振源互补完成守时修正,具有更高的可靠性。
附图说明
图1本发明的流程图;
图2计算过程中的变量示意;
图3施例1的硬件数据流;
图4施例2的硬件数据流。
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说明。
实施例1
如图3所示,一种计算机系统,包括一个处理器板,一个接口板,一个接收机和一个铷原子钟。处理器板晶振分频出的同步时钟400Hz上升沿是数据采样和解算的基准,该同步时钟传递给接口板。
接收机会产生UTC整秒脉冲及对应的UTC时间,接口板通过422差分电平获取秒脉冲后触发内部计数器,计数器由其板内晶振(频率大于20M)计数,每个2.5ms上升沿到后向双口寄存器内更新计数结果NC,同时在下个秒脉冲到后清零重新计数。如图2所示。为防止计数溢出,当计数结果大于1.5S时清零,等待下一个秒脉冲触发计数。
接收机和处理器板通过并行总线完成数据交互,处理器板在每个2.5ms中断内查询双口的秒脉冲UTC数据,当新的有效秒脉冲UTC数据到后在同一个2.5ms内通过并行总线获取接口板的计数结果Δt,
Δt=NC×TC (1)
其中TC为晶振计数周期。
则当前2.5ms上升沿的UTC时间T2.5ms0表示如下:
T2.5ms0=Tpps+Δt (2)
其中Tpps为秒脉冲对应UTC时间。
之后每个2.5ms上升沿到后均在T2.5ms0时刻上累加2.5ms,每个同步时钟的UTC时间即为:
T2.5msn=T2.5ms0+2.5×n (3)
n为处理器板收到有效UTC时间之后的400Hz同步时钟序号,n=1,2,3…,T2.5msn单位为ms。
当下一个秒脉冲到后重新计算Δt,下一个有效UTC数据到后重新计算T2.5ms0和T2.5msn
以上过程完成400Hz同步时钟的UTC时间计算,并利用接收机继续守时修正。
当无法获取秒脉冲或有效接收机UTC时间时,接口板内利用铷原子钟10M脉冲对400Hz晶振漂移进行修正,以一个2.5ms上升沿为触发计10M脉冲数,以其之后第N个2.5ms上升沿为计数终止
ΔT=N×10-4-N×2.5 (4)
N为计数器对铷原子钟的脉冲计数值,N可以依据补偿间隔选取需要的数值,ΔT单位为ms。
利用ΔT修正T2.5msnx,即
T2.5msnx=T2.5msn+ΔT (5)
n=1,2,3…,T2.5msnx单位为ms。在新的ΔT计算过程中,以上一拍计算结果为算子。
通过以上计算步骤即可以完成计算机同步时钟的UTC时间计算及守时功能。
实施例2
如图4所示,一种计算机系统,将施例1中的处理器板和接口板合并,包括一个处理器板,一个接收机和一个铷原子钟。处理器板晶振(频率大于20M)分频出400Hz同步时钟,上升沿为基准和中断触发。
接收机会产生UTC整秒脉冲及对应的UTC时间,处理器板通过422差分电平获取秒脉冲后触发内部计数器,计数器由其板内晶振计数,每个2.5ms上升沿到后向双口寄存器内更新计数结果NC,同时在下个秒脉冲到后清零重新计数。为防止计数溢出,当计数结果大于1.5S时清零,等待下一个秒脉冲触发计数。
接收机和处理器板通过并行总线完成数据交互,处理器板在每个2.5ms中断内查询秒脉冲UTC数据,当新的有效秒脉冲UTC数据到后在同一个2.5ms内利用施例1公式(1)获取计数结果Δt,然后通过施例1中的公式(2)和公式(3)计算得到当前和之后每一个2.5ms上升沿的UTC时间。并利用接收机继续每一秒的守时修正。
当无法获取秒脉冲或有效接收机UTC时间时,处理器板内利用铷原子钟10M脉冲对400Hz晶振漂移进行修正,以一个2.5ms上升沿为触发计10M脉冲数,以其之后第N个2.5ms上升沿为计数终止,则可以通过施例1中的公式(4)和公式(5)计算得到不依赖于接收机的400Hz同步时钟的UTC时间。

Claims (3)

1.一种计算机同步时钟的UTC时间计算方法,其特征在于所述的方法包括如下步骤:
步骤一,获取表征UTC时间的秒脉冲,同时获取计算机同步时钟;
步骤二,实时计算最新一拍表征UTC时间的秒脉冲与最新一拍同步时钟的时间差Δt;
步骤三,根据以下公式计算当前同步时钟的UTC时间Tn
Tn=Tpps+Δt
其中,Tpps为秒脉冲对应UTC时间;
当表征UTC时间的秒脉冲无效时,引入稳定的晶振源,通过以下公式计算修正量ΔT,
ΔT=N×T-N×T
其中,N为单位时间内晶振源的脉冲数,T为晶振源的脉冲周期,N为单位时间内同步时钟的脉冲数,T为同步时钟的脉冲周期;
根据以下公式计算修正后的当前同步时钟的UTC时间Tnx
Tnx=Tn+T×n+ΔT
其中,n为0、1、2、3……。
2.根据权利要求1所述的一种计算机同步时钟的UTC时间计算方法,其特征为:所述的晶振源为原子钟。
3.根据权利要求1所述的一种计算机同步时钟的UTC时间计算方法,其特征为:步骤二中当最新一拍表征UTC时间的秒脉冲与最新一拍同步时钟的时间差Δt大于1.2S时,Δt清零,自下一拍秒脉冲重新计算。
CN201710325478.5A 2017-05-10 2017-05-10 一种计算机同步时钟的utc时间计算方法 Active CN108873669B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710325478.5A CN108873669B (zh) 2017-05-10 2017-05-10 一种计算机同步时钟的utc时间计算方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710325478.5A CN108873669B (zh) 2017-05-10 2017-05-10 一种计算机同步时钟的utc时间计算方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN108873669A CN108873669A (zh) 2018-11-23
CN108873669B true CN108873669B (zh) 2020-06-30

Family

ID=64287624

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201710325478.5A Active CN108873669B (zh) 2017-05-10 2017-05-10 一种计算机同步时钟的utc时间计算方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN108873669B (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111427071B (zh) * 2020-02-24 2022-03-04 上海航天控制技术研究所 一种星载计算机导航滤波的时钟维护方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101667010A (zh) * 2009-09-28 2010-03-10 浙江大学 Gps同步时钟载波电源
CN101834684A (zh) * 2010-04-09 2010-09-15 哈尔滨工程大学 分布式水声定位系统gps时钟同步方法
CN102183253A (zh) * 2010-12-31 2011-09-14 北京航空航天大学 一种位置和姿态测量系统的软件时间同步方法
CN202649711U (zh) * 2012-03-19 2013-01-02 北京泛华恒兴科技有限公司 卫星驯服铷钟卡
CN104122789A (zh) * 2014-07-30 2014-10-29 桂林电子科技大学 高精度分布式同步时钟系统及方法

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10021189B2 (en) * 2012-11-30 2018-07-10 Valmet Automation Oy Multi-channel sensor measurement method and system

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101667010A (zh) * 2009-09-28 2010-03-10 浙江大学 Gps同步时钟载波电源
CN101834684A (zh) * 2010-04-09 2010-09-15 哈尔滨工程大学 分布式水声定位系统gps时钟同步方法
CN102183253A (zh) * 2010-12-31 2011-09-14 北京航空航天大学 一种位置和姿态测量系统的软件时间同步方法
CN202649711U (zh) * 2012-03-19 2013-01-02 北京泛华恒兴科技有限公司 卫星驯服铷钟卡
CN104122789A (zh) * 2014-07-30 2014-10-29 桂林电子科技大学 高精度分布式同步时钟系统及方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN108873669A (zh) 2018-11-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4468089B2 (ja) 時刻データ取得装置、コンピュータプログラム及びサーバ
CN102291169B (zh) 一种卫星星上高精度时间同步方法
CN109617641B (zh) 一种基于秒脉冲的可调精度时间获取方法
US20200285265A1 (en) Maintaining the correct time when counter values are transferred between clock domains
US20090129208A1 (en) Apparatus, system and method for keeping time
CN202256438U (zh) 智能电能表硬件rtc误差补偿系统
CN103532652A (zh) 一种时间同步装置和方法
CN108957494A (zh) 一种基于卫星的高精度连续时间获取方法
CN102023565B (zh) 一种输出时间信息的装置及方法
CN103346852B (zh) 一种提供基准时钟信号的装置
CN102937819B (zh) 一种星载计算机时间标签输出系统
CN103795522B (zh) 秒脉冲守时补偿电路及方法
CN108873669B (zh) 一种计算机同步时钟的utc时间计算方法
JP2012242190A (ja) 基準信号発生装置及び基準信号発生方法
CN111831056A (zh) 一种实时时钟校准模块、方法及一种实时时钟芯片
CN103605138A (zh) 一种卫星导航接收机时钟修正方法与装置
JP5936716B2 (ja) 信号処理装置
CN104937504B (zh) 石英电子表高精度守时方法
US8719614B2 (en) Apparatus and method for generating a timing signal
CN101995816A (zh) 一种钟表自动校准方法和钟表自动校准装置
KR20040106981A (ko) Gps를 이용한 1pps 생성기
CN110928177B (zh) 一种时钟同步系统及方法
CN109752738A (zh) 基于标准时标的imu与gnss数据同步方法
CN110908272A (zh) 一种1pps脉冲信号校时方法
EP3677984A1 (en) Method of time delivery in a computing system and system thereof

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant