CN109425844B - 一种数据采样的校准方法和系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种数据采样的校准方法和系统，其中，该校准方法包括：采用时钟计数器对外部时钟源的时钟周期信号进行计数；每当接收到来自外部的时间同步信号时，读取时钟计数器的计数值；基于当前读取到的计数值和前一次读取到计数值，计算相邻两次计数值的差值绝对值；判断相邻两次时钟源的计数值的差值绝对值是否大于或等于预设的时钟计数偏差值，或固定时间延迟是否大于或等于阈值，固定时间延迟为时间同步信号的时间延迟；若相邻两次时钟源的计数值的差值绝对值大于或等于预设的时钟计数偏差值，或固定时间延迟大于或等于阈值，则对采样数据进行校准。本发明能够降低数据采样的同步误差。

Description

一种数据采样的校准方法和系统

技术领域

本发明属于数据采样技术领域，尤其涉及一种数据采样的校准方法和系统。

背景技术

全球电力骨干网络均是三相交流电力系统，频率为50Hz或60Hz。为了保证电力系统的稳定运行，需要对三相交流电的电压和电流进行准确的测量。目前，主要的测量技术是基于计算机的数字化测量技术，即通过电压和电流传感器(或者互感器)把高电压、大电流的信号(即电力系统一次信号)转换为适合测量的幅值较小的电压或者电流信号(即电力系统二次信号)，然后送入ADC(模数转换器)进行量化变成数字信号，并利用数字信号处理技术对采集到的信号进行相应的变换、计算，从而感知单个电力设备以及局部电网或者全局电网的工作状态，并进一步做故障判断与隔离、稳态与暂态控制、参数估计、故障预测等等应用。

由于电力系统设备本身在地理位置上是分散的，因此对设备的数据采集也是分散进行的，然后通过有线或者无线通信把分散的数据汇集到后台的中心机房，才能够做进一步计算。即智能电网的技术方向是通过布设大量的智能传感器，来感知各种电力设备(如变压器、线路、开关)的数据，并由单个设备的采样数据计算出电网的工作状态。

在对电力系统进行数据采集以及工作状态计算时，由于电力信号在电力设备中的传输速度接近光速，即每秒30万公里，或者说每微秒(us)300米。为了准确感知电力系统的整体状态，必须要获取同一时刻各个电力设备的数据，如果各个设备的采样数据在时间上差异太大，计算出的结果是没有意义的。比如在小电流接地配电网的单相接地故障定位这个应用领域，通过暂态零序电流进行故障定位是公认效果最好的故障定位方法，但是故障定位的前提是零序电流一定要准确，各相电流的采样时间偏差要控制在10us以内。在行波保护和雷电波定位这类应用领域，由于需要用时间差来计算空间距离，因此各个数据采集点的时间偏差要控制在1us以内。而由于电力系统中各个设备在地理位置上是分散的，因此要保证它们的采样时间严格同步，或者说把采样时间的偏差控制在10us以内，甚至1us，这是非常有挑战的。为了满足电力信号测量精度的要求，现代电力系统一般都采用较高的采样频率对电力信号进行高速采样，比如每个周期128、256、512个采样点。如果电力信号的频率是50Hz，则每秒钟的数据采样频率分别为6400,12800,25600次，如果电力信号的频率是60Hz，则每秒钟的数据采样频率分别为7680，15360，30720次。

假如要求实现12800的数据采样频率，一般会用12800整数倍频的高频时钟进行分频，例如用25.6M(即25600000)的时钟进行2000倍分频，或者用12.8M的时钟进行1000倍分频，这样就生成了频率为12800的采样信号。

电子系统上广泛使用低成本、低功耗的无源石英晶体振荡器(简称无源晶振，或者晶振)作为时钟源。石英晶体振荡器标称的理想频率和实际频率都是有一定偏差的，典型的频率偏差为±20PPM，这个偏差主要受晶体加工工艺的影响。在使用过程当中，石英晶体振荡器的频率还会受到温度的影响，随着时间的推移，石英晶体振荡器的频率还有老化现象。总之，常用的石英晶体振荡器的频率并非恒定，而是因个体差异、受工作环境影响、随时间缓慢变化的。

出于低成本和低功耗的考虑，电力系统配电网的数据采集设备大量采用普通的石英晶体振荡器作为采集设备的时钟源。即使两个采集设备以一秒的周期进行严格的时间同步，即每秒初两个采集设备的时间是严格同步的，同步误差为0，但是由于±20PPM频率偏差的影响，在这一秒钟的末尾，每个设备的时间和标准时间相比会产生±20us的偏差，造成两个采集设备之间会累计产生最大40us的时间偏差。40us的时间偏差会造成合成的零序电流当中有比较大的合成误差，严重影响了故障判断的准确性。如果时间同步的周期大于一秒钟，累计的时间偏差会成倍增加。每次时间同步会都需要数据采集设备消耗额外的能量，对于功耗敏感的数据采集设备而言，频繁的时间同步是一个巨大的功耗负担。

发明内容

(一)发明目的

本发明的目的是提供一种能够将采样时间同步误差控制在1us以内的数据采样的校准方法和系统。

(二)技术方案

为解决上述问题，本发明的第一方面提供了一种数据采样的校准方法，所述校准方法包括：采用时钟计数器对外部时钟源的时钟周期信号进行计数；每当接收到来自外部的时间同步信号时，读取所述时钟计数器的计数值；基于当前读取到的计数值和前一次读取到计数值，计算相邻两次计数值的差值绝对值；判断所述相邻两次时钟源的计数值的差值绝对值是否大于或等于预设的时钟计数偏差值，或固定时间延迟是否大于或等于阈值，所述固定时间延迟为所述时间同步信号的时间延迟；若所述相邻两次时钟源的计数值的差值绝对值大于或等于预设的时钟计数偏差值，或固定时间延迟大于或等于阈值，则对所述采样数据进行校准。

根据本发明的又一个方面，还提供一种数据采样的校准系统，包括：时钟计数器，用于对外部时钟源的时钟周期信号进行计数；采样参数校准模块，用于在每次接收到来自外部的时间同步信号时，读取所述时钟计数器的计数值，和基于当前读取到的计数值和前一次读取到的计数值，计算相邻两次时钟源计数值的差值绝对值；校准判断模块，用于判断所述相邻两次计数值的差值绝对值是否大于或等于预设的时钟计数偏差值，或固定时间延迟是否大于或等于阈值，所述固定时间延迟为所述时间同步信号的时间延迟；校准模块，用于当所述相邻两次时钟计数器的计数值的差值绝对值大于或等于预设的时钟计数偏差值，或固定时间延迟大于或等于阈值时，对所述采样数据进行校准。

(三)有益效果

本发明的上述技术方案具有如下有益的技术效果：通过计算固定时间延迟对应的时钟周期数和实际采样间隔时钟周期的整数部分，计算得到固定时间延迟对应的采样点数量，然后将前一采样周期倒数第N0个理想采样点标定为当前采样周期的第一个采样点，从而将固定时间延迟所带来的误差也考虑进来，以提高时间同步误差；通过计算各个理想采样点对应的时钟时刻，以及该计算得到理想采样点的时钟时刻和与其相邻的两个实际采样点的权重系数，再利用插值算法进行插值计算，得到校准后的理想采样点的采样值，将采样的时间同步误差控制在1us以内；通过记录的时钟计数值决定是否需要进行数据校准，从而使得采样数据的校准过程按需进行。这样大大减少了数据校准所消耗的功耗，同时也保证了真正关心的采样值的数据准确度。

附图说明

图1是本发明第一实施例的一种数据采样的校准方法的流程图；

图2是本发明实施例中时间同步周期和采样在时间轴上的关系示意图；

图3是本发明第二实施例的一种数据采样的校准方法的流程图；

图4是关于本发明第二实施例中介绍的实际采样间隔时钟周期的计算方法的流程图；

图5是本发明第三实施例的一种数据采样的校准方法的流程图

图6是本发明实施例中实际采样和理想采样在时间轴上的关系示意图；

图7是本发明第四实施例的关于第三实施例中步骤S35的子步骤的流程图；

图8是本发明第五实施例的一种数据采样的校准系统的结构示意图；

图9是本发明第六实施例的一种数据采样的校准系统中校准模块的结构示意图；

图10是本发明第七实施例的一种数据采样的校准系统中校准模块的结构示意图；

图11是本发明第八实施例的一种数据采样的校准系统中插值计算单元的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式并参照附图，对本发明进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本发明的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本发明的概念。

图1显示了本发明第一实施例的一种数据采样的校准方法的流程图。

请参阅图1，本发明实施例的校准方法包括如下步骤：

S11，时钟计数器对外部时钟源的时钟周期信号进行计数；

具体地，是采用时钟计数器对外部时钟源进行计数。每当外部时钟源有效，时钟计数器的计数就增加一。每一秒钟之内时钟计数器增加的数值就是准确的时钟频率。外部时钟源可以是采用晶体振荡器。由于两次时间同步信号的接收时间间隔比较短(一般为一秒钟到一分钟)，在此期间外部环境温度的变化不大，并且可以不考虑外部晶体振荡器的老化，因此可以认为晶体振荡器的频率基本是稳定不变的。

S12，每当接收到时间同步信号时，读取时钟计数器的计数值；

优选地，时间同步信号来自GPS/北斗接收模块的秒脉冲、或通过有线方式传送的时间同步信号、或通过无线方式传送的时间同步信号。由于不同的时间同步方式会有不同的时间同步延时，并且延时的偏差也不同。这些方式当中，来自全球定位系统的同步脉冲的精确度是最高的，可以达到广域10ns级别的同步精度。采用有线方式可以达到1us以内的同步精度。采用无线方式可以达到10us以内的同步精度。时间同步的固定时间延迟可以通过数据校准算法进行纠正，但是时间延迟的的随机性偏差是无法进行消除的。上述时间偏差均为固定时间延迟，对于数据采样来说，时间同步误差是由固定时间延迟和守时误差共同决定的，守时误差是由晶体振荡器的一些原因造成的误差，可以通过小数计数器来减小，当时间同步误差能够控制得足够小时，且守时误差也可以控制的足够小时，则时间同步精度就可以控制在1us以内。

S13，基于当前读取到的计数值和前一次读取到计数值，计算相邻两次时钟源的计数值的差值绝对值；

例如：如图2所示，各个时间同步周期(T1，T2，T3)的时钟计数值分别是CLK_CNT1，CLK_CNT2，CLK_CNT3。每当接收到时间同步信号时，就读取时钟计数值，分别计算ABS(CLK_CNT2-CLK_CNT1),ABS(CLK_CNT3-CLK_CNT2),即计算出相邻两个时间同步周期的时钟计数值的差值的绝对值DELTA_CNT，该差值反映了相邻两个时间同步周期时钟频率的变化。

S14，判断相邻两次时钟源的计数值的差值绝对值是否大于或等于预设的时钟计数偏差值，或固定时间延迟是否大于或等于阈值，固定时间延迟为时间同步信号的时间延迟；

具体地，预设的时钟计数偏差值MAX_CNT的计算公式是：允许的最大采样误差(us)*时钟频率(MHz)，比如最大采样误差是1us，时钟频率为25.6MHz，则预设的时钟计数偏差值MAX_CNT＝1*25.6＝25.6。

S15，若相邻两次时钟源的计数值的差值绝对值大于或等于预设的时钟计数偏差值，或固定时间延迟大于或等于阈值，则对采样数据进行校准。

具体地，若相邻两次时钟源的计数值的差值绝对值大于或等于预设的时钟计数偏差值，则该时间同步周期内最后一个采样点的时间偏差超出了允许的范围，则需要进行采样数据的校准。

在本发明实施例的基础上，S14还存在其他的实施方式，包括：S16，若相邻两次时钟源的计数值的差值绝对值小于预设的时钟计数偏差值，且固定时间延迟小于阈值，则不对采样数据进行校准。

本发明上述实施例通过判断相邻两次时钟源的计数值的差值绝对值是否大于或等于预设的时钟计数偏差值，或固定时间延迟是否大于或等于阈值决定是否需要数据校准，从而使得数据校准方法是按需进行的。由于电力系统大部分时刻都处于正常工作状态，采样到的数据不会真正去进行计算，这些采样数据在一段时间之内，会自动被覆盖。出于低功耗的考虑，只有当采样数据需要被使用时，才会进行数据的校准，并且把校准以后的采样数据送给计算平台进行计算。那些没有被使用的采样数据，则不会进行采样数据的校准。这样大大减少了数据校准所消耗的功耗，同时也保证了真正关心的采样值的时间同步和数据准确度。

图3显示了本发明第二实施例的一种数据采样的校准方法的流程图。

请参阅图3，本发明第二实施例不仅包含第一实施例的所有步骤，还包括如下步骤S21-S23：

S21，计算固定时间延迟对应的时钟周期数；

固定时间延迟为时间同步信号自身的延迟，即若采用全球定位系统或者有线方式进行时间同步方式，则固定时间延迟为1us以内。若采用无线方式进行时间同步信号的传输，则固定时间延迟为几十us到几百us之间。例如：如果固定时间延时为100us，时钟频率为25.6M，则CLK_DLY＝100*25.6＝2560个时钟周期。

S22，基于固定时间延迟对应的时钟周期数和实际采样间隔时钟周期的整数部分，计算得到固定时间延迟对应的采样点数量，采样点数量包括整数和余数，记采样点数量的整数为N0，所述余数为FRAG0；

具体地，是通过固定时间延迟对应的时钟周期数除以实际采样间隔时钟周期数的整数部分，商记为N0，含义为固定时间延时对应了N0个数据采样点。余数记为FRAG0，含义是除了N0个采样点以外，仍然有FRAG0对应的数量(假设为F1)个时钟周期的延时，采样器的第一个数据采样实际是在N0+F1个实际采样点开始的，对于上述延迟，可以通过插值算法把FRAG0纠正过来。

如图4所示，实际采样间隔时钟周期是按照以下方法计算得到的：

S41，每当接收到时钟周期信号时，采用时钟计数器进行加1计数；

在本发明该实施例中，需要设置一时钟计数器对外部时钟源的振荡周期进行计数，时钟周期信号则是指外部时钟源的振荡次数，时钟源每振荡一次则相当于一个时钟周期的结束点以及另一个时钟周期的起始点，相邻两次时钟周期信号构成一个时钟周期，每当时钟源发出一个时钟周期信号，则时钟计数器加1进行计数。

S42，每当接收到时间同步信号时，读取时钟计数器的当前计数值；

优选地，时间同步信号来自GPS/北斗接收模块的秒脉冲、或通过有线方式传送的时间同步信号、或通过无线方式传送的时间同步信号。

S43，基于读取到的当前计数值和前一次读取到计数值之差，以及读取两次计数值的时间间隔，计算实际时钟频率；

S44，基于实际时钟频率和目标采样率，计算实际采样间隔时钟周期数。

由于计算得到的实际采样间隔时钟周期数不是正好为整数，因此其包含整数部分和小数部分。

S23，将前一采样周期倒数第N0个理想采样点标定为当前采样周期的第一个采样点。

例如：以进行T2时刻插值运算为例，假设N0为2，则前一时间同步周期T1的插值数据的最后两个数据，作为T2时间段的前两个采样时间点的采样数据。

图5显示了本发明第三实施例的一种数据采样的校准方法的流程图。

请参阅图5，本发明第三实施例不仅包含第二实施例的所有步骤，还包括如下步骤S31-S35：

S31，在当前时间同步周期，基于前一时间同步周期的时间同步信号到来时读取的时钟计数器的计数值和目标数据采样率，计算得到实际采样时间间隔；

具体地，时间同步周期是分别以接收到的相邻两次时间同步信号为该周期的起始时间点和结束时间点。

如图6所示，S[0]、S[1]、S[2]为实际的采样时刻，其时间间隔是CLK_CNT1除以目标数据采样率。计算公式为：timerp1＝CLK_CNT1/SPS_TARGET；式中，SPS_TARGET为目标数据采样率，CLK_CNT1为第二个时间同步信号到来时时钟计数器的计数值，timerp1为实际采样时间间隔。

S32，在当前时间同步周期，基于当前时间同步周期的时间同步信号到来时读取的时钟计数器的计数值和目标数据采样率，计算得到理想采样时间间隔；

如图6所示，RS[0]、RS[1]、RS[2]、RS[3]、RS[4]是理想采样时刻的采样值，RS[0]、RS[1]、RS[2]、RS[3]、RS[4]之间的时间间隔是CLK_CNT2除以目标数据采样率SPS_TARGET。计算公式为：timerp2＝CLK_CNT2/SPS_TARGET；式中，SPS_TARGET为目标数据采样率，CLK_CNT2为第三个时间同步信号到来时时钟计数器的计数值，timerp2为理想采样时间间隔。

S33，采用所述理想采样时间间隔除以目标采样率，并减去所述余数FRAG0，计算得到各个理想采样点对应的时钟时刻；

具体地，仍然以实施例一中所举例为示例，各个理想采样点对应的时钟时刻CLK_I的计算方法是：CLK_I＝timerp2*I–FRAG0；式中，CLK_I为T2时间段中第I个理想采样点对应的时钟时刻，FRAG0为上一实施例中计算得到的余数。

S34，采用所述各个理想采样点对应的时钟时刻除以所述实际采样时间间隔，计算得到各个理想采样点对应的时钟时刻对应的实际采样点的位置，记为J0；

具体地，计算方法是：J0＝CLK_I/timerp1；式中，J0为第I个理想采样点对应的时钟时刻对应的实际采样点。

S35，从当前采样周期的第N0+1个理想采样点开始，基于所述各个理想采样点对应的实际采样点J0的采样值和与实际采样点J0相邻的实际采样点J1的采样值，以及相邻两个实际采样点的位置分别与当前理想采样点之间的权重系数，利用插值算法计算得到各理想采样点的校准采样值。其中，插值算法可以采用线性插值、正弦插值、或者其它的非线性插值算法。但一般情况下，线性插值的插值精度就可以满足校准精度的要求。

其中，如图7所示，相邻两个实际采样点分别与当前理想采样点之间的权重系数按照以下方式计算：

S50，将当前理想采样点N0+I对应的实际采样点J0位置取整；

S51，将当前理想采样点N0+I对应的实际采样点J0位置减去取整部分的数值，得到当前理想采样点N0+I和另一实际采样点J1之间的权重系数，记为Q1；

S52，将1减去Q1得到当前理想采样点N0+I与计算得到的与当前理想采样点N0+I对应的实际采样点J0之间的权重系数。

具体地，RS[N0+I]为NO之后第I个理想采样点的采样值，当前理想采样点为N0+I，当前理想采样点对应的时钟时刻对应的实际采样点位置为J0，根据J0的位置选取与其相邻的另一个实际采样点J1，其中，J0和J1分别位于当前理想采样点的两端；分别计算实际采样点J1与理想采样点N0+I之间的权重J0-int(J0)和实际采样点J0与理想采样点N0+I之间的权重1-(J0-int(J0))进行插值计算得到的。计算方法是：RS[N0+I]＝插值算法(S[int(J0)],S[int(J0)+1],J0-int(J0)),式中，RS[N0+I]为T2时间段从第N0个理想采样点之后的第I个理想采样点的采样值；S[int(J0)]为T2时间段第J0个实际采样点的采样值，S[int(J0)+1]为T2时间段第J1个实际采样点的采样值，J0-int(J0)为第J1个实际采样点和当前理想采样点之间的权重系数，1-(J0-int(J0))为与J0相邻的另一实际采样点J1与当前理想采样点之间的权重系数。

下面以线性差值为例对上述插值计算过程进行说明：

假如当前理想采样点N0+I对应的实际采样点位置是10.3，要利用S[10]和S[11]进行插值，J0-int(J0)＝10.3-10＝0.3。也就是说理想采样点N0+I和S[11]的权重系数是0.3，理想采样点N0+I和S[10]的权重系数就是(1-0.3)＝0.7。那么线性差值的结果就是0.7*S[10]+0.3*S[11]＝S[10]-0.3*S[10]+0.3*S[11]＝S[10]+0.3*(S[11]-S[10])。

本发明上述实施例的方法可以自动适应石英晶体振荡器的频率偏差，降低了数据采样的同步误差，把采样的同步误差控制在1us之内，提高了采样数据的可用性。

上述实施例的采样数据校准过程，可以在数据采集设备端进行，也可以在数据汇集设备端进行，也可以在云平台进行。如果不在数据采集设备进行数据校准，则需要数据采集设备提供用于数据校准的参数和原始采样数据。

图8显示了本发明第五实施例的一种数据采样的校准系统的结构示意图。

请参阅图8，一种数据采样的校准系统，包括：

时钟计数器10，用于对外部时钟源的时钟周期信号进行计数；

采样参数校准模块11，用于在每次接收到时间同步信号时，读取所述时钟计数器的计数值，和基于当前读取到的计数值和前一次读取到的计数值，计算相邻两次时钟源计数值的差值绝对值；

校准判断模块12，用于判断所述相邻两次时钟源的计数值的差值绝对值是否大于或等于预设的时钟计数偏差值，或固定时间延迟是否大于或等于阈值，所述固定时间延迟为所述时间同步信号的时间延迟；

校准模块13，用于当所述相邻两次时钟源的计数值的差值绝对值大于或等于预设的时钟计数偏差值，或固定时间延迟大于或等于阈值时，对所述采样数据进行校准。

图9显示了本发明第六实施例的一种数据采样的校准系统中校准模块的结构示意图。

请参阅图9，校准模块13包括：

计算单元130，用于计算固定时间延迟对应的时钟周期数；

采样点数量计算单元131，用于基于所述固定时间延迟对应的时钟周期数和实际采样间隔时钟周期的整数部分，计算得到固定时间延迟对应的采样点数量，所述采样点数量包括整数和余数，记所述采样点数量的整数为N0；

标定单元132，用于将前一采样周期倒数第N0个理想采样点标定为当前采样周期的第一个采样点。

图10显示了本发明第七实施例的一种数据采样的校准系统中校准模块的结构示意图。

请参阅图10，校准模块13包括：

实际采样时间间隔计算单元133，用于在当前时间同步周期，基于前一时间同步周期的时间同步信号到来时读取的时钟计数器的计数值和目标数据采样率，计算得到实际采样时间间隔；

具体地，时间同步信号为全球定位系统发送的秒脉冲，或者为数据汇集设备通过有线方式传送的时间同步信息，或者是数据汇集设备通过无线方式传送的时间同步信息。

理想采样时间间隔计算单元134，用于在当前时间同步周期，基于当前时间同步周期的时间同步信号到来时读取的时钟计数器的计数值和目标数据采样率，计算得到理想采样时间间隔；

时钟时刻计算单元135，用于采用所述理想采样时间间隔除以目标采样率，并减去所述余数FRAG0，计算得到各个理想采样点对应的时钟时刻；

采样点计算单元136，用于采用所述各个理想采样点对应的时钟时刻除以所述实际采样时间间隔，计算得到各个理想采样点对应的时钟时刻对应的实际采样点的位置，记为J0；

插值计算单元137，用于从当前采样周期的第N0+1个理想采样点开始，基于所述各个理想采样点对应的实际采样点J0的采样值和与实际采样点J0相邻的实际采样点J1的采样值，以及相邻两个实际采样点的位置分别与当前理想采样点之间的权重系数，利用插值算法计算得到各理想采样点的校准采样值。

图11显示了一种数据采样的校准系统中插值计算单元的结构示意图。

请参阅图11，插值计算单元137包括：

取整子单元1370，用于将当前理想采样点N0+I对应的实际采样点位置J0取整；

减法子单元1371，用于将当前理想采样点N0+I对应的实际采样点位置J0减去取整部分的数值，得到当前理想采样点N0+I与另一实际采样点J1之间的权重系数记为Q1；，以及将1减去Q1得到当前理想采样点N0+I和计算得到的与当前理想采样点N0+I对应的实际采样点J0之间的权重系数。

需要说明的是，本发明数据采样的校准系统是与涉及计算机程序流程的数据采样的校准方法一一对应的系统，由于在前已经对数据采样的校准方法的步骤流程进行了详细描述，在此不再对数据采样的校准系统的实施过程进行赘述。

应当理解的是，本发明的上述具体实施方式仅仅用于示例性说明或解释本发明的原理，而不构成对本发明的限制。因此，在不偏离本发明的精神和范围的情况下所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。此外，本发明所附权利要求旨在涵盖落入所附权利要求范围和边界、或者这种范围和边界的等同形式内的全部变化和修改例。

Claims (6)

1.一种数据采样的校准方法，其特征在于，所述校准方法包括：

采用时钟计数器对外部时钟源的时钟周期信号进行计数；

每当接收到来自外部的时间同步信号时，读取所述时钟计数器的计数值；

基于当前读取到的计数值和前一次读取到计数值，计算相邻两次计数值的差值绝对值；

判断相邻两次时钟源的计数值的差值绝对值的差值是否大于或等于预设的时钟计数偏差值，或固定时间延迟是否大于或等于阈值，所述固定时间延迟为所述时间同步信号的时间延迟；

若所述相邻两次时钟源的计数值的差值绝对值的差值 大于或等于预设的时钟计数偏差值，或固定时间延迟大于或等于阈值，则对采样的数据进行校准；

其中，对所述采样数据进行校准的步骤包括：

计算固定时间延迟对应的时钟周期数；

基于所述固定时间延迟对应的时钟周期数除以实际采样间隔时钟周期的整数部分，计算得到固定时间延迟对应的采样点数量，所述采样点数量包括整数和余数，记所述采样点数量的整数为N0，所述余数为FRAG0；

将前一采样周期倒数第N0个理想采样点标定为当前采样周期的第一个采样点；

在当前时间同步周期，基于前一时间同步周期的时间同步信号到来时读取的时钟计数器的计数值和目标数据采样率，计算得到实际采样时间间隔；

在当前时间同步周期，基于当前时间同步周期的时间同步信号到来时读取的时钟计数器的计数值和目标数据采样率，计算得到理想采样时间间隔；

采用所述理想采样时间间隔除以目标采样率，并减去所述余数FRAG0，计算得到各个理想采样点对应的时钟时刻；

采用所述各个理想采样点对应的时钟时刻除以所述实际采样时间间隔，计算得到各个理想采样点对应的时钟时刻对应的实际采样点的位置，记为J0；

从当前采样周期的第N0+1个理想采样点开始，基于所述各个理想采样点对应的实际采样点J0的采样值和与实际采样点J0相邻的实际采样点J1的采样值，以及相邻两个实际采样点的位置分别与当前理想采样点之间的权重系数，利用插值算法计算得到各理想采样点的校准采样值。

2.根据权利要求1所述的一种数据采样的校准方法，其特征在于，所述相邻两个实际采样点的位置分别与当前理想采样点之间的权重系数按照以下方式计算：

将当前理想采样点N0+I对应的实际采样点J0位置取整；

将当前理想采样点N0+I对应的实际采样点J0位置减去取整部分的数值，得到当前理想采样点N0+I和另一实际采样点J1之间的权重系数，记为Q1；

将1减去Q1得到当前理想采样点N0+I与计算得到的与当前理想采样点N0+I对应的实际采样点J0之间的权重系数。

3.根据权利要求1-2任一项所述的一种数据采样的校准方法，其特征在于，所述时间同步信号为全球定位系统发送的秒脉冲，或者为数据汇集设备通过有线方式传送的时间同步信息，或者是数据汇集设备通过无线方式传送的时间同步信息。

4.一种数据采样的校准系统，其特征在于，包括：

时钟计数器(10)，用于对外部时钟源的时钟周期信号进行计数；

采样参数校准模块(11)，用于在每次接收到来自外部的时间同步信号时，读取所述时钟计数器(10)的计数值，和基于当前读取到的计数值和前一次读取到的计数值，计算相邻两次时钟源计数值的差值绝对值；

校准判断模块(12)，用于判断相邻两次计数值的差值绝对值的差值是否大于或等于预设的时钟计数偏差值，或固定时间延迟是否大于或等于阈值，所述固定时间延迟为所述时间同步信号的时间延迟；

校准模块(13)，用于当所述相邻两次时钟计数器(10)的计数值的差值绝对值的差值大于或等于预设的时钟计数偏差值，或固定时间延迟大于或等于阈值时，对采样数据进行校准；

其中，所述校准模块(13)包括：

计算单元(130)，用于计算固定时间延迟对应的时钟周期数；

采样点数量计算单元(131)，用于基于所述固定时间延迟对应的时钟周期数除以实际采样间隔时钟周期的整数部分，计算得到固定时间延迟对应的采样点数量，所述采样点数量包括整数和余数，记所述采样点数量的整数为N0，所述余数为FRAG0；

标定单元(132)，用于将前一采样周期倒数第N0个理想采样点标定为当前采样周期的第一个采样点；

实际采样时间间隔计算单元(133)，用于在当前时间同步周期，基于前一时间同步周期的时间同步信号到来时读取的时钟计数器的计数值和目标数据采样率，计算得到实际采样时间间隔；

理想采样时间间隔计算单元(134)，用于在当前时间同步周期，基于当前时间同步周期的时间同步信号到来时读取的时钟计数器的计数值和目标数据采样率，计算得到理想采样时间间隔；

时钟时刻计算单元(135)，用于采用所述理想采样时间间隔除以目标采样率，并减去所述余数FRAG0，计算得到各个理想采样点对应的时钟时刻；

采样点计算单元(136)，用于采用所述各个理想采样点对应的时钟时刻除以所述实际采样时间间隔，计算得到各个理想采样点对应的时钟时刻对应的实际采样点的位置，记为J0；

插值计算单元(137)，用于从当前采样周期的第N0+1个理想采样点开始，基于所述各个理想采样点对应的实际采样点J0的采样值和与实际采样点J0相邻的实际采样点J1的采样值，以及相邻两个实际采样点的位置分别与当前理想采样点之间的权重系数，利用插值算法计算得到各理想采样点的校准采样值。

5.根据权利要求4所述的一种数据采样的校准系统，其特征在于，所述插值计算单元(137)包括：

取整子单元(1370)，用于将当前理想采样点N0+I对应的实际采样点位置J0取整；

减法子单元(1371)，用于将当前理想采样点N0+I对应的实际采样点位置J0减去取整部分的数值，得到当前理想采样点N0+I和另一实际采样点J1之间的权重系数，记为Q1；以及将1减去Q1得到当前理想采样点N0+I和计算得到的与当前理想采样点N0+I对应的实际采样点J0之间的权重系数。

6.根据权利要求4-5任一项所述的一种数据采样的校准系统，其特征在于，所述时间同步信号为全球定位系统发送的秒脉冲，或者为数据汇集设备通过有线方式传送的时间同步信息，或者是数据汇集设备通过无线方式传送的时间同步信息。

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