CN111431654A - 一种主从主机多铷钟联合授时方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种主从主机多铷钟联合授时方法，尤其适用于含多主机、多铷钟的高精度授时系统。本发明通过钟差测量与钟差级联共享、主用/从用主机多铷钟时频综合、主机间时间同步及系统时源输出来实现多主机、多时钟的高精度授时系统，提供稳定、可靠、高性能的授时服务。

Description

一种主从主机多铷钟联合授时方法
技术领域
本发明涉及时间频率领域中的一种主从主机多铷钟联合授时方法，尤其适用于含多主机、多时钟的高精度授时系统。
背景技术
目前，授时系统为卫星导航、指挥控制、网络通信等各型系统建设提供标准时间频率信号和统一的时间尺度，其授时性能关系到系统能否稳定运行，是重点研究的对象。
传统的双主机、多时钟授时系统通常主要由两台互为备份的主用主机和从用主机组成，如图1所示，每台主机内置两个互为备份的铷钟，接收外部参考，对两个铷钟进行独立驯服，并选择其中一个作为本地时频基准源来产生时频基准信号；系统默认其中一台主机为主用主机，选择主用主机作为系统授时源。其授时方式存在一定的缺陷：①两台主机的四个铷钟相互独立，只选用其中一个作为本地时频基准源，因此整个系统的授时性能最终由一个铷钟决定，指标不高；②系统只使用一个铷钟产生的时频基准，其它铷钟闲置，未最大化利用资源；③四个铷钟独立驯服，输出时频基准相对独立，当发生主机内部铷钟切换、主用/从用主机切换时，前后时钟频率和相位发生跳变，影响系统授时性能。综上，这种方法的缺陷主要表现在：其授时稳定性、可靠性和指标不高，有待提升。
发明内容
有鉴于此，本发明的所要解决的技术问题在于避免上述背景技术中的不足而提供一种主从主机多铷钟联合授时方法。本发明方法能够弥补传统双主机、多时钟授时系统授时稳定性、可靠性和指标不高等问题。
本发明采用的技术方案为：
一种主从主机多铷钟联合授时方法，包括以下步骤：
(1)主用主机和从用主机通过光纤进行PTP级联，均内置多台铷钟，主用主机和从用主机的时差测量单元分别测量各自铷钟与参考源的钟差，钟差通过光纤级联进行共享；
(2)主用主机和从用主机的时频综合单元分别根据共享的钟差比较和分析出各台铷钟的质量和特性，并分配每台铷钟的权重，将各台铷钟的时钟进行综合；其中，主用主机和从用主机间多铷钟钟差级联共享和时钟综合，形成了由多个铷钟组成的原子钟组；
(3)主用主机和从用主机的时频基准产生单元分别根据综合后的时钟产生各种时频基准信号；
(4)主用主机和从用主机通过光纤级联进行高精度时间同步，系统选择切换主用主机或从用主机输出的时频基准信号作为系统授时源。
其中，从用主机为一个或多个，主用主机和从用主机内置铷钟铷钟数至少为两个，通过级联的形式可实现更多设备接入和任意钟组扩展。
本发明相比背景技术具有如下优点：
1)系统采用多主机多铷钟时钟综合方法，最大化利用了多台铷钟的资源，使时钟性能相比单铷钟得到有效提升；当其中一个铷钟、甚至多个铷钟同时出现异常时，不影响时频综合业务，各台主机可保持时频基准稳定、可靠的输出；
2)主用主机和从用主机通过PTP光纤级联实现了多铷钟时频综合和精密时间同步，各台主机时间高度统一，可有效防止切换带来的系统时间跳变，提升系统授时的完好性和稳定性。
附图说明
图1为传统双主机、多时钟授时方法原理框图。
图2为本发明“一种主从主机多铷钟联合授时方法”原理框图。
具体实施方式
下面结合附图2对本发明做进一步的详细说明。
图1为传统双主机、多时钟授时方法原理框图，两台主机的四个铷钟相互独立，只选用其中一个作为本地时频基准源，只使用一个铷钟产生的时频基准，其它铷钟闲置，四个铷钟独立驯服，输出时频基准相对独立，其授时稳定性、可靠性和指标不高。
本发明实施例设计了一种主从主机多铷钟联合授时方法，通过钟差测量与钟差级联共享、主用/从用主机多铷钟时频综合、主机间时间同步及系统时源输出来设计实现多主机、多时钟的高精度授时系统，提供稳定、可靠、高性能的授时服务。
本发明设计要点分为三部分：
1)钟差测量与钟差级联共享
主用主机和从用主机通过光纤进行PTP级联，均接收外部参考，均内置多台铷钟，主用主机和从用主机的时差测量单元分别测量各自铷钟与参考源的钟差，钟差通过光纤级联进行共享。
2)主用/从用主机多铷钟时频综合
主用主机与从用主机的时频综合单元根据共享的时差数据比较和分析输出多台铷钟的质量和特性，然后根据铷钟质量和特性分配权重，实现多铷钟、外部参考的时频综合，输出综合后的时钟；主用主机和从用主机间多铷钟钟差级联共享和时钟综合，形成了由多个铷钟组成的原子钟组。
3)时频基准产生
主用主机和从用主机的时频基准产生单元在综合时钟基础上，同步与产生各种时频基准信号；因为主用主机与从用主机通过光纤级联联合实现多铷钟的时频综合，时钟性能相比单铷钟得到显著提升，同时，当其中一个铷钟、甚至多个铷钟同时出现异常时，根据钟差变化特性可实现故障钟判断与快速切出，不影响时频综合业务，各主机可保持时频基准稳定、可靠的输出。
4)主机间时间同步及系统时源输出
主用主机与从用主机之间通过PTP光纤级联同步的方式实现精密时间同步，系统默认选择主用主机输出时频基准作为系统授时源，可以进行切换；因为主用主机与从用主机联合实现了多铷钟时频综合和精密时间同步，多台主机输出时间高度统一，提升了系统授时的完好性和可靠性。
本说明书中未作详细描述的内容属本领域技术人员的公知技术。除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式，凡采用等同替换或等效替换形式的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。

Claims (2)

1.一种主从主机多铷钟联合授时方法，其特征在于，包含以下步骤：
(1)主用主机和从用主机通过光纤进行PTP级联，均内置多台铷钟，主用主机和从用主机的时差测量单元分别测量各自铷钟与参考源的钟差，钟差通过光纤级联进行共享；
(2)主用主机和从用主机的时频综合单元分别根据共享的钟差比较和分析出各台铷钟的质量和特性，并分配每台铷钟的权重，将各台铷钟的时钟进行综合；其中，主用主机和从用主机间多铷钟钟差级联共享和时钟综合，形成了由多个铷钟组成的原子钟组；
(3)主用主机和从用主机的时频基准产生单元分别根据综合后的时钟产生各种时频基准信号；
(4)主用主机和从用主机通过光纤级联进行高精度时间同步，系统选择切换主用主机或从用主机输出的时频基准信号作为系统授时源。
2.根据权利要求1所述的一种主从主机多铷钟联合授时方法，其特征在于：从用主机为一个或多个，主用主机和从用主机内置铷钟数至少为两个。
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