CN110784279B - 一种基于卫星双向的远程时间复现方法 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例公开一种基于卫星双向的远程时间复现方法，所述方法包括以下步骤：S1：获取标准端输出的标准信号和复现端输出的本地信号并测量，得到钟差数据；S2：对所述钟差数据进行预处理；S3：所述预处理后的钟差数据转换后得到控制信息；S4：根据所述控制信息对本地信号进行调整得到调整信号；S5：基于所述调整信号的门限标准，对所述调整信号进行判断、反馈测量；并输出满足所述调整信号的门限标准的所述调整信号。本方法利用卫星双向时间比对的两地钟差测量结果，结合本地复现端实时反馈，有效实现实时的标准时间的精准复现。
Description
技术领域
本发明涉及时间复现领域，更具体地，涉及一种基于卫星双向的远程时间复现方法。
背景技术
时间作为基本物理量，与人们生产生活息息相关，时间量值的准确统一在各个领域都越来越受到重视，但由于时间具有特殊属性，如何高精度的复现标准时间，保证精密时间同步也是关注的重点。
目前人们最常用的手段就是利用天基导航卫星系统进行授时，实现几十纳秒的授时精度，此外还可以用卫星共视比对方式在远程复现标准时间，这种方式时间复现精度较高，但由于其需要积累一定数据才能进行解算，因此其实时性会稍为差一些。而卫星双向时间比对技术是以通信卫星为载体，利用伪码测距技术实现远程高精度的钟差测量，其测量精度高，实时性好，被广泛应用于时频计量、导航等领域。
为解决上述一个或多个技术问题，本发明提出一种基于卫星双向时间比对的远程时间复现方法。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于卫星双向时间比对的远程时间复现方法，以解决现有技术中时间复现精度低、实时性差的问题。
本发明的第二个目的在于提供一种基于卫星双向的远程时间复现装置。
为达到上述目的，本发明采用下述技术方案：
一种基于卫星双向的远程时间复现方法，所述方法包括以下步骤：
S1：获取标准端输出的标准信号和复现端输出的本地信号并测量，得到钟差数据；
S2：对所述钟差数据进行预处理；
S3：所述预处理后的钟差数据转换后得到控制信息；
S4：根据所述控制信息对本地信号进行调整得到调整信号；
S5：基于所述调整信号的门限标准，对所述调整信号进行判断、反馈测量；并输出满足所述调整信号的门限标准的所述调整信号。
优选地，所述调整信号包括频率信号和时间信号。
优选地，所述S2中利用卡尔曼滤波对钟差数据进行预处理。
优选地，所述S5具体包括以下步骤：
S51：设定所述调整信号的门限标准；
S52：对所述调整信号进行判断；
其中，在所述调整信号满足所述调整信号的门限标准的状态下，则输出所述调整信号；在所述调整信号不满足所述调整信号的门限标准的状态下，对所述调整信号经S3再次调整。
优选地，所述装置包括：
构建模块，用于建立标准端和复现端，完成标准端和复现端信号的输出；构建模块进一步包括标准端和复现端；其中，
标准端，用于输出标准信号，并接收复现端输出的本地信号；
复现端，用于输出本地信号，并接收标准信号；
钟差测量模块；用于获取标准信号和本地信号并测量，得到钟差数据；
钟差数据处理模块，用于对所述钟差数据预处理；
转换模块，用于转换所述预处理后的钟差数据，生成控制信息；
信号调整模块，用于根据所述控制信息对本地信号进行调整与输出；
信号判断反馈模块，用于基于设定的所述信号门限的范围标准，对所述调整信号进行判断、反馈测量，并输出满足信号门限范围标准的所述调整信号。
本发明的有益效果如下：
本方法利用卫星双向时间比对的两地钟差测量结果，结合本地复现端实时反馈，测量实时性强，可对本地输出的秒脉冲的相位进行快速调整，有效实现实时的标准时间的精准、快速复现。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1示出本发明远程时间复现方法的流程图；
图2示出基于卫星双向的远程时间复现装置。
具体实施方式
为了更清楚地说明本发明，下面结合附图对本发明做进一步的说明。附图中相似的部件以相同的附图标记进行表示。本领域技术人员应当理解，下面所具体描述的内容是说明性的而非限制性的，不应以此限制本发明的保护范围。
本发明实施例提供一种基于卫星双向的远程时间复现方法，该方法包括以下步骤：
S1：获取标准端输出的标准信号和复现端输出的本地信号并测量，得到钟差数据；
构建模块包括标准端和复现端，用户在A地打开系统后，选择主界面的构建模块，进一步点击确定标准端和复现端。若以A地作为标准端，则其同事在B地打开系统后以B地作为复现端。
分别在两地选择标准端和复现端，搭建标准端和复现端的双向比对系统后，选择标准端和复现端的信号发射图标进行标准端和复现端的信号输出与接收，标准端输出标准信号，并接收复现端输出的本地信号；复现端输出本地信号，并接收标准信号。实现A,B两地的卫星双向时间比对。接收到的标准端和复现端的时间信号上传到钟差测量模块，由钟差测量模块测量得到钟差数据。
S2：对所述钟差数据进行预处理；
A，B两地即标准端和复现端之间的钟差的实时测量数据由复现端(B地)的钟差测量模块获取，钟差数据处理模块对获取的钟差数据进行预处理；优选的，本发明中采用卡尔曼滤波处理，用于剔除粗大误差，也可以省去后端的平滑处理操作，提高复现精度。
S3：所述预处理后的钟差数据转换后得到控制信息；
转换模块利用在上一步骤S2得到的钟差数据，计算A，B两地即标准端和复现端之间的频差和相差信息，并转换成频率控制字和相位控制字，生成控制信息。
S4：根据所述控制信息对本地信号进行调整得到调整信号；
以复现端输出的本地频率信号为5MHz或10MHz、时间信号为1PPS为例，信号调整模块根据控制信息对其进行调整得到调整后的时间信号和频率信号，比如常用的相位微跃调整设备AOG110、HROG-10；
S5：基于所述调整信号的门限标准，对所述调整信号进行判断、反馈测量；并输出满足所述调整信号的门限标准的所述调整信号。
通过对信号门限标准的限定，可有效减小误差，提高复现精度。
所述S5具体包括以下步骤：
S51：设定所述调整信号的门限标准；
由于卫星双向技术所能达到的时间比对不确定度为1ns，故设定两地钟差所述调整信号门限范围标准为±1ns。
S52：对所述调整信号进行判断；
其中，在所述调整信号满足所述调整信号的门限标准的状态下，则输出所述调整信号；在所述调整信号不满足所述调整信号的门限标准的状态下，对所述调整信号经S3再次调整。
当所述调整信号在两地钟差在±1ns内时，不再对所述调整信号进行调整，直接将所述调整信号输出；当所述调整信号两地钟差不在±1ns内时，对所述调整信号反馈到卫星双向时间比对系统，经S1-S3再次调整。
通过不断的调整与反馈，最后实现所述调整信号比对不确定度为±1ns，实现精准的时间复现。
最后的满足所述调整信号的门限标准的所述调整信号，具有高精度、误差小的特点，由复现端向外部时间设备输出，如，电子钟，计算机，移动电话等需要时间显示的设备输出。
为实现本发明的第二个目的，本发明的实施例提出一种基于卫星双向的远程时间复现装置，所述复现装置包括：
系统构建模块，用于建立卫星双向时间比对系统，实时测量标准端和复现端的钟差。构建模块包括标准端和复现端，用户在A地打开系统后，选择主界面的构建模块，进一步点击确定标准端和复现端。若以A地作为标准端，则其同事在B地打开系统后以B地作为复现端。
分别在两地选择标准端和复现端，搭建标准端和复现端的双向比对系统后，选择标准端和复现端的信号发射图标进行标准端和复现端的信号输出与接收，标准端输出标准信号，并接收复现端输出的本地信号；复现端输出本地信号，并接收标准信号。实现A,B两地的卫星双向时间比对。
钟差测量模块；用于获取标准信号和本地信号并测量，得到钟差数据。接收到的标准端和复现端的时间信号上传到钟差测量模块，由钟差测量模块测量得到钟差数据。
钟差数据处理模块，用于对所述钟差数据预处理。A,B两地钟差的实时测量数据由时间复现段端(B地)钟差数据采集处理模块采集，钟差数据采集处理模块会根据采集到的数据进行滤波处理，用于剔除粗大误差，也可以省去后端的平滑处理操作，提高复现精度。
转换模块，用于转换所述预处理后的钟差数据，生成控制信息。转换模块利用在预处理后的精确的钟差数据，计算A，B两地即标准端和复现端之间的频差和相差信息，并转换成频率控制字和相位控制字，生成控制信息。
信号调整模块，用于根据所述控制信息对本地信号进行调整与输出。以复现端输出的本地频率信号为5MHz或10MHz、时间信号为1PPS为例，信号调整模块根据控制信息对其进行调整得到调整后的时间信号和频率信号。
比如常用的相位微跃调整设备AOG110、HROG-10；
信号判断反馈模块，用于设定信号门限范围标准，对所述调整信号进行判断、反馈测量；并输出满足信号门限范围标准的所述调整信号。由于卫星双向技术所能达到的时间比对不确定度为1ns，故设定两地钟差所述调整信号门限范围标准为±1ns。当所述调整信号在两地钟差在±1ns内时，不再对所述调整信号进行调整，直接将所述调整信号输出；当所述调整信号两地钟差不在±1ns内时，对所述调整信号反馈到卫星双向时间比对系统，经钟差测量模块、钟差数据处理模块、转换模块、信号调整模块再次调整。通过不断的调整与反馈，最后实现所述调整信号比对不确定度为±1ns时，由信号输出模块，实现精准的时间复现。
本发明提供的一种基于卫星双向的远程时间复现装置，利用卫星双向进行时间比对所得到的时差测量结果每秒钟输出一次，测量实时性强，可对本地输出的秒脉冲的相位进行快速调整，使其与标准时间物理对齐，从而完成对标准时间的快速复现，能够实现标准时间的远程快速精准复现，提高复现精度。
显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定，对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动，这里无法对所有的实施方式予以穷举，凡是属于本发明的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。
Claims (4)
1.一种基于卫星双向的远程时间复现方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
S1：获取标准端输出的标准信号和复现端输出的本地信号并测量，得到钟差数据；
S2：对所述钟差数据进行预处理；
S3：所述预处理后的钟差数据转换后得到控制信息；
所述S3包括：利用所述预处理后的钟差数据，计算标准端和复现端之间的频差和相差信息，并转换成频率控制字和相位控制字，生成控制信息；
S4：根据所述控制信息对本地信号进行调整得到调整信号；
S5：基于所述调整信号的门限标准，对所述调整信号进行判断、反馈测量；并输出满足所述调整信号的门限标准的所述调整信号；
所述S5包括以下步骤：
S51：设定所述调整信号的门限标准；
S52：对所述调整信号进行判断；
其中，在所述调整信号满足所述调整信号的门限标准的状态下，则输出所述调整信号；在所述调整信号不满足所述调整信号的门限标准的状态下，对所述调整信号经S3再次调整。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述调整信号包括频率信号和时间信号。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述S2中利用卡尔曼滤波对所述钟差数据进行预处理。
4.一种基于卫星双向的远程时间复现装置，其特征在于，所述装置包括：
构建模块，用于建立标准端和复现端，完成标准端和复现端信号的输出；构建模块进一步包括标准端和复现端；其中，
标准端，用于输出标准信号，并接收复现端输出的本地信号；
复现端，用于输出本地信号，并接收标准信号；
钟差测量模块；用于获取标准信号和本地信号并测量，得到钟差数据；
钟差数据处理模块，用于对所述钟差数据预处理；
转换模块，用于转换所述预处理后的钟差数据，生成控制信息，包括利用在预处理后的钟差数据，计算标准端和复现端之间的频差和相差信息，并转换成频率控制字和相位控制字，生成控制信息；
信号调整模块，用于根据所述控制信息对本地信号进行调整与输出；
信号判断反馈模块，用于基于设定的信号门限的范围标准，对调整信号进行判断、反馈测量，并输出满足信号门限范围标准的所述调整信号，包括设定所述调整信号的门限标准；对所述调整信号进行判断，其中，在所述调整信号满足所述调整信号的门限标准的状态下，则输出所述调整信号；在所述调整信号不满足所述调整信号的门限标准的状态下，对所述调整信号发送至所述钟差数据处理模块，以经所述钟差数据处理模块、转换模块、信号调整模块再次调整。
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