CN109765582A - 一种基于gnss的时间频率校准系统 - Google Patents

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袁静
罗浩
江力
王锐
于灵
罗敏
龚迎昆
班亚
徐新平
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Abstract

本发明公开了一种基于GNSS的时间频率校准系统，包括服务端、参考端和客户端，服务端中的数据处理单元根据GNSS卫星数据信号计算出时差参考数据并输出值数据存储单元进行存储；客户端中的GNSS频率传递装置接收GNSS卫星数据，比对装置比较当地时钟源与时差参考数据中之间的时间差以进行实时校准；参考端中的驯服系统下载数据存储单元上保存的时差参考数据，驯服系统与GNSS时间频率传递装置接收的GNSS卫星数据进行驯服后，对原子钟的时间频率标准源的相位和频率进行调整以进行时间校对；参考端将校对后的时间传输至各客户端的GNSS频率传递装置，以形成链路移动校准。将多台GNSS频率传递装置进行结合，既能直接实时的校准，又能形成链路移动校准进行二次验证。

Description

一种基于GNSS的时间频率校准系统
技术领域
本发明涉及时间校准技术领域，特别涉及基于GNSS的时间频率校准系统。
背景技术
由于GNSS设备成本不高、定时精确度高、使用方便等特点，以GPS为代表的GNSS全球卫星导航系统时间频率传递成为了远程时间频率溯源的主要手段。目前国际GNSS时间传递链路中采用多种时间传递比对方法，如GNSS码基时间频率传递、GNSS载波相位时间频率传递、卫星双向法时间传递等。它们再比对精度、覆盖范围和运行费用等方面不尽相同。
针对时间频率校准设备的远程溯源校准的需求，中国计量科学研究院基于GNSS时间频率传递技术研发了可溯源至UTC的时间频率标准。应用于标准原子时的建立，应用于通信或交通领域的研发和生产单位，可以作为时间频率传递接收机，应用于铷钟、铯钟等原子钟的时间频率校准和比对；可以作为时间频率传递接收机，远程校准用户其它时间频率源。
而现有的测量结果存在一些问题：如数据传输完全依靠有线网络，参考端数据只由一台时间频率传递接收机提供，其结果的稳定性不能保证。并且单向授时，无法获知具体与参考时间的关系。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明要解决的技术问题是提供一种基于GNSS的时间频率校准系统，解决现有技术中只由一台时间频率传递接收机提供GNSS卫星数据，结果不稳定，且只能单向授时的问题。
为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：一种基于GNSS的时间频率校准系统，包括服务端、参考端和客户端，服务端包括GNSS频率传递装置、数据处理单元、数据存储单元，GNSS频率传递装置接收GNSS卫星数据并输出至数据处理单元，数据处理单元根据GNSS卫星数据信号计算出时差参考数据并输出值数据存储单元进行存储，数据存储单元用于存储和管理数据；客户端包括GNSS频率传递装置、比对装置、输入装置，GNSS频率传递装置接收GNSS卫星数据，输入装置输入当地时钟源，比对装置比较当地时钟源与时差参考数据中之间的时间差以进行远程实时校准；参考端包括依顺次连接的GNSS频率传递装置、驯服系统和原子钟，驯服系统通过因特网下载数据存储单元上保存的时差参考数据，驯服系统与GNSS时间频率传递装置接收的GNSS卫星数据进行驯服后，对原子钟的时间频率标准源的相位和频率进行调整以进行时间校对；参考端将校对后的时间传输至各客户端的GNSS频率传递装置，以形成链路移动校准。
进一步的，服务端中数据处理单元生成时差参考数据具体为首先进行预处理：对服务端的GNSS频率传递装置获取的长时间段GNSS卫星钟差数据的非空数据进行提取，然后将提取的非空时钟数据转换为对应的频率数据，采用改进的MAD方法进行处理，得到处理后的钟差数据，并且恢复这些数据跟其原来时刻的对应关系；所提取的长时间段非空数据组成一个连续的、非等间隔的数据序列；数据处理单元在预处理的基础上，再对长时间段的钟差序列基于每天的数据采用MAD方法进行再次预处理。
进一步的，MAD方法为：将每一个频率数据yi与频率数据系列的中数(MED)m加上中位数(MAD)的若干倍之和进行比较，即当观测量∣yi∣>(m+n·MAD)时，认为是粗差点，式中m＝Median(yi)，MAD＝Median{∣yi-m∣/0.6745}。由此，将钟差数据转换为频率数据后探测出异常频率数据，将异常频率数据直接对应的卫星钟差数据设为空。
进一步的，GNSS频率传递装置包括发射端和接收端，参考端中的GNSS频率传递装置的发射端输出信号，客户端中的GNSS频率传递装置的接收端进行接收，由于一过程存在固有延时T1；参考端中的GNSS频率传递装置的接收端接收GNSS卫星数据的固有延时为T2；总延时为Tc＝T1+T2；所述总延时Tc作为反馈信号调整客户端中的时间。
本发明的有益效果：
本发明一种基于GNSS的时间频率校准系统，包括服务端、参考端和客户端，服务端中的GNSS频率传递装置接收GNSS卫星数据并输出至数据处理单元，数据处理单元根据GNSS卫星数据信号计算出时差参考数据并输出值数据存储单元进行存储，数据存储单元用于存储和管理数据；客户端中的GNSS频率传递装置接收GNSS卫星数据，输入装置输入当地时钟源，比对装置比较当地时钟源与时差参考数据中之间的时间差以进行远程实时校准；参考端中的驯服系统通过因特网下载数据存储单元上保存的时差参考数据，驯服系统与GNSS时间频率传递装置接收的GNSS卫星数据进行驯服后，对原子钟的时间频率标准源的相位和频率进行调整以进行时间校对；参考端将校对后的时间传输至各客户端的GNSS频率传递装置，以形成链路移动校准。将多台GNSS频率传递装置进行结合，既能直接实时的校准，又能形成链路移动校准进行二次验证。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。
图1为本发明一种基于GNSS的时间频率校准系统的结构框图。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本发明的保护范围。
需要注意的是，除非另有说明，本申请使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域技术人员所理解的通常意义。
如图1，本发明提供一种基于GNSS的时间频率校准系统，包括服务端、参考端和客户端，服务端包括GNSS频率传递装置、数据处理单元、数据存储单元，GNSS频率传递装置接收GNSS卫星数据并输出至数据处理单元，数据处理单元根据GNSS卫星数据信号计算出时差参考数据并输出值数据存储单元进行存储，数据存储单元用于存储和管理数据；
客户端包括GNSS频率传递装置、比对装置、输入装置，客户端设置在各地，包括新疆、上海、黑龙江等地区。GNSS频率传递装置接收GNSS卫星数据，输入装置输入当地时钟源，比对装置比较当地时钟源与时差参考数据中之间的时间差以进行远程实时校准；
参考端包括依顺次连接的GNSS频率传递装置、驯服系统和原子钟，驯服系统通过因特网下载数据存储单元上保存的时差参考数据，驯服系统与GNSS时间频率传递装置接收的GNSS卫星数据进行驯服后，对原子钟的时间频率标准源的相位和频率进行调整以进行时间校对；参考端将校对后的时间传输至各客户端的GNSS频率传递装置，以形成链路移动校准。将多台GNSS频率传递装置进行结合，既能直接实时的校准，又能形成链路移动校准进行二次验证。
服务端中数据处理单元生成时差参考数据具体为首先进行预处理：对服务端的GNSS频率传递装置获取的长时间段GNSS卫星钟差数据的非空数据进行提取，然后将提取的非空时钟数据转换为对应的频率数据，采用改进的MAD方法进行处理，得到处理后的钟差数据，并且恢复这些数据跟其原来时刻的对应关系；所提取的长时间段非空数据组成一个连续的、非等间隔的数据序列；
数据处理单元在预处理的基础上，再对长时间段的钟差序列基于每天的数据采用MAD方法进行再次预处理。经过两步处理，得到相对干净的卫星钟差数据。
MAD方法为：将每一个频率数据yi与频率数据系列的中数(MED)m加上中位数(MAD)的若干倍之和进行比较，即当观测量∣yi∣>(m+n·MAD)时，认为是粗差点，式中m＝Median(yi)，MAD＝Median{∣yi-m∣/0.6745}。由此，将钟差数据转换为频率数据后探测出异常频率数据，将异常频率数据直接对应的卫星钟差数据设为空。
在链路移动校准过程中，GNSS频率传递装置包括发射端和接收端，参考端中的GNSS频率传递装置的发射端输出信号，客户端中的GNSS频率传递装置的接收端进行接收，由于一过程存在固有延时T1；参考端中的GNSS频率传递装置的接收端接收GNSS卫星数据的固有延时为T2；总延时为Tc＝T1+T2；一旦自由空间空间链路固定，固有延时T1和固有延时T2就为已知量；总延时Tc作为反馈信号调整客户端中的时间，实现客户端与参考端两地时间同步。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。

Claims (4)

1.一种基于GNSS的时间频率校准系统，其特征在于，包括服务端、参考端和客户端，所述服务端包括GNSS频率传递装置、数据处理单元、数据存储单元，GNSS频率传递装置接收GNSS卫星数据并输出至数据处理单元，数据处理单元根据GNSS卫星数据信号计算出时差参考数据并输出值数据存储单元进行存储，数据存储单元用于存储和管理数据；
客户端包括GNSS频率传递装置、比对装置、输入装置，所述GNSS频率传递装置接收GNSS卫星数据，所述输入装置输入当地时钟源，所述比对装置比较当地时钟源与时差参考数据中之间的时间差以进行远程实时校准；
所述参考端包括依顺次连接的GNSS频率传递装置、驯服系统和原子钟，驯服系统通过因特网下载数据存储单元上保存的时差参考数据，驯服系统与GNSS时间频率传递装置接收的GNSS卫星数据进行驯服后，对原子钟的时间频率标准源的相位和频率进行调整以进行时间校对；参考端将校对后的时间传输至各客户端的GNSS频率传递装置，以形成链路移动校准。
2.根据权利要求1所述的一种基于GNSS的时间频率校准系统，其特征在于，所述服务端中数据处理单元生成时差参考数据具体为首先进行预处理：对服务端的GNSS频率传递装置获取的长时间段GNSS卫星钟差数据的非空数据进行提取，然后将提取的非空时钟数据转换为对应的频率数据，采用改进的MAD方法进行处理，得到处理后的钟差数据，并且恢复这些数据跟其原来时刻的对应关系；所提取的长时间段非空数据组成一个连续的、非等间隔的数据序列；
所述数据处理单元在预处理的基础上，再对长时间段的钟差序列基于每天的数据采用MAD方法进行再次预处理。
3.根据权利要求2所述的一种基于GNSS的时间频率校准系统，其特征在于，所述MAD方法为：将每一个频率数据yi与频率数据系列的中数(MED)m加上中位数(MAD)的若干倍之和进行比较，即当观测量∣yi∣>(m+n·MAD)时，认为是粗差点，式中m＝Median(yi)，MAD＝Median{∣yi-m∣/0.6745}。由此，将钟差数据转换为频率数据后探测出异常频率数据，将异常频率数据直接对应的卫星钟差数据设为空。
4.根据权利要求2所述的一种基于GNSS的时间频率校准系统，其特征在于，所述GNSS频率传递装置包括发射端和接收端，参考端中的GNSS频率传递装置的发射端输出信号，客户端中的GNSS频率传递装置的接收端进行接收，由于一过程存在固有延时T1；参考端中的GNSS频率传递装置的接收端接收GNSS卫星数据的固有延时为T2；总延时为Tc＝T1+T2；所述总延时Tc作为反馈信号调整客户端中的时间。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110837219A (zh) * 2019-10-06 2020-02-25 中国计量科学研究院 一种用于监测实体原子钟的虚拟原子钟系统及工作方法
CN111552171A (zh) * 2020-04-26 2020-08-18 北京无线电计量测试研究所 一种原子频标远程时间频率校准方法、设备及系统
CN113848568A (zh) * 2021-09-24 2021-12-28 上海精密计量测试研究所 一种时间校正系统和方法

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101021555A (zh) * 2007-03-13 2007-08-22 熊猫电子集团有限公司 基于gps频率标准源的频标校准系统
US20130065514A1 (en) * 2011-09-09 2013-03-14 The Boeing Company Advanced Timing and Time Transfer for Satellite Constellations Using Crosslink Ranging and an Accurate Time Source
CN103226324A (zh) * 2013-03-06 2013-07-31 中国计量科学研究院 一种实时驯服到时间频率标准的高精密时间频率源
CN103645631A (zh) * 2013-12-17 2014-03-19 北京无线电计量测试研究所 一种远距离时频实验室之间时间频率校准方法及服务系统
CN104181550A (zh) * 2014-08-19 2014-12-03 北京无线电计量测试研究所 一种基于北斗卫星导航系统的共视时间频率传递方法
CN205861909U (zh) * 2016-05-26 2017-01-04 北京卓越航导科技有限责任公司 一种基于北斗/gps共视的时间传递装置

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101021555A (zh) * 2007-03-13 2007-08-22 熊猫电子集团有限公司 基于gps频率标准源的频标校准系统
US20130065514A1 (en) * 2011-09-09 2013-03-14 The Boeing Company Advanced Timing and Time Transfer for Satellite Constellations Using Crosslink Ranging and an Accurate Time Source
CN103226324A (zh) * 2013-03-06 2013-07-31 中国计量科学研究院 一种实时驯服到时间频率标准的高精密时间频率源
CN103645631A (zh) * 2013-12-17 2014-03-19 北京无线电计量测试研究所 一种远距离时频实验室之间时间频率校准方法及服务系统
CN104181550A (zh) * 2014-08-19 2014-12-03 北京无线电计量测试研究所 一种基于北斗卫星导航系统的共视时间频率传递方法
CN205861909U (zh) * 2016-05-26 2017-01-04 北京卓越航导科技有限责任公司 一种基于北斗/gps共视的时间传递装置

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
杨航: "基于UTC的远程时间频率源校准方法改进及应用", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库 工程科技Ⅱ辑》 *
王宇谱: "《GNSS星载原子钟性能分析与卫星钟差建模预报研究》", 《中国博士学位论文全文数据库 基础科学辑》 *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110837219A (zh) * 2019-10-06 2020-02-25 中国计量科学研究院 一种用于监测实体原子钟的虚拟原子钟系统及工作方法
CN111552171A (zh) * 2020-04-26 2020-08-18 北京无线电计量测试研究所 一种原子频标远程时间频率校准方法、设备及系统
CN113848568A (zh) * 2021-09-24 2021-12-28 上海精密计量测试研究所 一种时间校正系统和方法

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