CN114124280A - 一种基于cpt原子钟的多系统间时间同步及对时方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种基于CPT原子钟的多系统间时间同步及对时方法及系统，其中方法包括：中心系统和各个分系统各自独立上电，其中，分系统为n个，每个分系统分别连接至中心系统，n为预设值，n≥1且为自然数；中心系统和各个分系统分别等待卫星授时成功，在原子钟稳定后完成驯服，进入守时状态，完成时间初同步；中心系统向各个分系统发送系统间对时指令，各个分系统按照时间差计算流程计算中心系统与各个分系统间的时差；各个分系统用计算出的时差对本系统时间进行修正，按照修正后的时间向中心系统上报时间系统，完成时间同步。

Description

一种基于CPT原子钟的多系统间时间同步及对时方法及系统

技术领域

本发明涉及授时守时技术领域，尤其涉及一种基于CPT原子钟的多系统间时间同步及对时方法及系统。

背景技术

时间是物质存在和运动的基本特征之一，随着科学技术的发展，人们对时间的精度和实时性的要求越来越高，特别是在多系统中，如何保持各系统之间的时间同步至关重要，影响着武器系统的精度。

目前，卫星导航系统授时是最主要的授时方法，卫星定位授时具有覆盖范围广、开放性强及可为移动用户服务的特点，单向授时精度通常优于100ns，是目前精度最高的授时方法。但卫星授时易受外界干扰，在长时间无卫星信号或者卫星失锁的条件下会造成授时误差逐渐增大。

发明内容

本发明旨在提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的基于CPT原子钟的多系统间时间同步及对时方法及系统。

为达到上述目的，本发明的技术方案具体是这样实现的：

本发明的一个方面提供了一种基于CPT原子钟的多系统间时间同步及对时方法，包括：中心系统和各个分系统各自独立上电，其中，所述分系统为n个，每个所述分系统分别连接至所述中心系统，n为预设值，n≥1且为自然数；所述中心系统和各个所述分系统分别等待卫星授时成功，在原子钟稳定后完成驯服，进入守时状态，完成时间初同步；所述中心系统向各个所述分系统发送系统间对时指令，所述各个分系统按照时间差计算流程计算所述中心系统与各个所述分系统间的时差；各个所述分系统用计算出的时差对本系统时间进行修正，按照修正后的时间向所述中心系统上报时间系统，完成时间同步。

其中，所述中心系统和各个所述分系统分别等待卫星授时成功，在原子钟稳定后完成驯服，进入守时状态包括：所述中心系统和每个所述分系统均装配车载卫星导航设备，所述车载卫星导航设备内部集成CPT原子钟，所述中心系统和每个所述分系统上的车载卫星导航设备独立工作；每个所述车载卫星导航设备上电后接收卫星信号，由卫星OEM板完成卫星定位授时，并向各自所装配的所述中心系统和所述分系统输出时间信息，同时对所述CPT原子钟输出卫星秒脉冲信息进行校时，所述CPT原子钟达到稳定并完成校时后对外输出秒脉冲信息，进行守时。

其中，所述完成时间初同步包括：所述中心系统和每个所述分系统若连续接收到3个有效所述秒脉冲信息，且所述时间信息均接收正常，在每相邻两个准秒脉冲之间取一包时间信息，并从中提取年、月、日作为存储日期，分别记为D0、D1；将时、分、秒换算成秒，分别记为T0、T1；若(T1-T0)数值为+1s或-86399s，则判断时间信息正常，并在第3个有效准秒脉冲到来时，本机毫秒数清零重计，并将(T1+1s)对本机时间、日期进行更新，更新完毕后校时流程结束，系统进行自守时；若(T1+1s)＜86400，则将(T1+1s)转换成“时”、“分”、“秒”作为本机时间，同时将D1更新为本机日期；若(T1+1s)≥86400，则将((T1+1)-86400)s转换成“时”、“分”、“秒”作为本机时间，同时将D1+1天更新为本机日期。

其中，方法还包括：所述中心系统监测各个所述分系统状态，获取各个所述分系统时间有效状态；如果所述分系统时间有效状态正常，则执行所述中心系统向各个所述分系统发送系统间对时指令，按照时间差计算流程计算所述中心系统与各个所述分系统间的时差的步骤；如果所述分系统时间有效状态不正常，则执行所述中心系统和各个所述分系统分别等待卫星授时成功，在原子钟稳定后完成驯服，进入守时状态，完成时间初同步的步骤。

其中，所述中心系统向各个所述分系统发送系统间对时指令，所述各个分系统按照时间差计算流程计算所述中心系统与各个所述分系统间的时差包括：所述中心系统向各个所述分系统发送所述系统间对时令；各个所述分系统收到所述系统间对时令后，向所述中心系统发送一个系统间校时包，所述系统间校时包中包含该包发送时的时戳TA₁；所述中心系统收到该所述系统间校时包时，填入包到达的时戳TB₁，并填入包离开时的时戳TB₂，生成返回包，将所述返回包返回给各个所述分系统；各个所述分系统收到所述返回包后，填入包到达的时戳TA₂；各个所述分系统计算与所述中心系统的时间差：ΔT＝[(TB₁-TA₂)-(TA₁-TB₂)]/2；各个所述分系统将ΔT进行更新并存储。

其中，所述各个所述分系统用计算出的时差对本系统时间进行修正，按照修正后的时间向所述中心系统上报时间系统，完成时间同步包括：各个所述分系统在对外发送报文时报头时间、目标信息对应的时间以(本机时间+ΔT)进行修正，按照修正后的时间向所述中心系统上报时间系统，完成时间同步。

其中，方法还包括：各个所述分系统对本机显示的时间以(本机时间+ΔT)进行修正。

本发明另一方面提供了一种基于CPT原子钟的多系统间时间同步及对时系统，包括：中心系统和分系统，其中，所述中心系统和各个所述分系统各自独立上电，所述分系统为n个，每个所述分系统分别连接至所述中心系统，n为预设值，n≥1且为自然数；所述中心系统和各个所述分系统，分别用于等待卫星授时成功，在原子钟稳定后完成驯服，进入守时状态，完成时间初同步；所述中心系统，还用于向各个所述分系统发送系统间对时指令，所述各个分系统，还用于按照时间差计算流程计算所述中心系统与各个所述分系统间的时差；各个所述分系统，还用于用计算出的时差对本系统时间进行修正，按照修正后的时间向所述中心系统上报时间系统，完成时间同步。

其中，所述中心系统和各个所述分系统分别通过如下方式等待卫星授时成功，在原子钟稳定后完成驯服，进入守时状态：所述中心系统和每个所述分系统均装配车载卫星导航设备，所述车载卫星导航设备内部集成CPT原子钟，所述中心系统和每个所述分系统上的车载卫星导航设备独立工作；每个所述车载卫星导航设备上电后接收卫星信号，由卫星OEM板完成卫星定位授时，并向各自所装配的所述中心系统和所述分系统输出时间信息，同时对所述CPT原子钟输出卫星秒脉冲信息进行校时，所述CPT原子钟达到稳定并完成校时后对外输出秒脉冲信息，进行守时。

其中，所述所述中心系统和每个所述分系统通过如下方式完成时间初同步：所述中心系统和每个所述分系统，具体用于若连续接收到3个有效所述秒脉冲信息，且所述时间信息均接收正常，在每相邻两个准秒脉冲之间取一包时间信息，并从中提取年、月、日作为存储日期，分别记为D0、D1；将时、分、秒换算成秒，分别记为T0、T1；若(T1-T0)数值为+1s或-86399s，则判断时间信息正常，并在第3个有效准秒脉冲到来时，本机毫秒数清零重计，并将(T1+1s)对本机时间、日期进行更新，更新完毕后校时流程结束，系统进行自守时；若(T1+1s)＜86400，则将(T1+1s)转换成“时”、“分”、“秒”作为本机时间，同时将D1更新为本机日期；若(T1+1s)≥86400，则将((T1+1)-86400)s转换成“时”、“分”、“秒”作为本机时间，同时将D1+1天更新为本机日期。

其中，所述中心系统，还用于监测各个所述分系统状态，获取各个所述分系统时间有效状态；如果所述分系统时间有效状态正常，则执行所述中心系统向各个所述分系统发送系统间对时指令，按照时间差计算流程计算所述中心系统与各个所述分系统间的时差的步骤；如果所述分系统时间有效状态不正常，则执行所述中心系统和各个所述分系统分别等待卫星授时成功，在原子钟稳定后完成驯服，进入守时状态，完成时间初同步的步骤。

其中，所述中心系统和各个所述分系统通过如下方式执行所述中心系统向各个所述分系统发送系统间对时指令，所述各个分系统按照时间差计算流程计算所述中心系统与各个所述分系统间的时差：所述中心系统，具体用于向各个所述分系统发送所述系统间对时令；各个所述分系统，具体用于收到所述系统间对时令后，向所述中心系统发送一个系统间校时包，所述系统间校时包中包含该包发送时的时戳TA₁；所述中心系统，还用于收到该所述系统间校时包时，填入包到达的时戳TB₁，并填入包离开时的时戳TB₂，生成返回包，将所述返回包返回给各个所述分系统；各个所述分系统，还用于收到所述返回包后，填入包到达的时戳TA₂；计算与所述中心系统的时间差：ΔT＝[(TB₁-TA₂)-(TA₁-TB₂)]/2；将ΔT进行更新并存储。

其中，所述各个所述分系统通过如下方式用计算出的时差对本系统时间进行修正，按照修正后的时间向所述中心系统上报时间系统，完成时间同步：各个所述分系统，具体用于在对外发送报文时报头时间、目标信息对应的时间以(本机时间+ΔT)进行修正，按照修正后的时间向所述中心系统上报时间系统，完成时间同步。

其中，各个所述分系统，还用于对本机显示的时间以(本机时间+ΔT)进行修正。

由此可见，通过本发明提供的基于CPT原子钟的多系统间时间同步及对时方法及系统，为保证每个分系统之间时间长期稳定同步，将卫星导航系统加原子钟的授时守时方案应用于每个独立分系统，同时建立分系统间的对时方法，着重解决以下两个问题：1)在卫星授时后每个独立分系统能够长期保证高精度时间基准；2)完成独立分系统间的时差修正，保证分系统间的时间同步。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，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，对于本领域的普通技术人员来讲，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附图。

图1为本发明实施例提供的基于CPT原子钟的多系统间时间同步及对时方法的流程图；

图2为本发明实施例提供的基于CPT原子钟的多系统间时间同步及对时系统的连接示意图；

图3为本发明实施例提供的卫星导航设备组成框图；

图4为本发明实施例提供的校时过程示意图；

图5为本发明实施例提供的系统间时间差计算流程；

图6为本发明实施例提供的基于CPT原子钟的多系统间时间同步及对时方法的一种具体流程图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。

本发明的核心在于：一套完整的武器系统由多个分系统组成，每个分系统均采用卫星导航系统独立授时，为保证每个分系统之间时间长期稳定同步，本发明提出将卫星导航系统加原子钟的授时守时方案应用于每个独立分系统，同时建立分系统间的对时方法，着重解决以下两个问题：1)在卫星授时后每个独立分系统能够长期保证高精度时间基准；2)完成独立分系统间的时差修正，保证分系统间的时间同步。

图1示出了本发明实施例提供的基于CPT原子钟的多系统间时间同步及对时方法的流程图，参见图1，本发明实施例提供的基于CPT原子钟的多系统间时间同步及对时方法，包括：

S1，中心系统和各个分系统各自独立上电，其中，分系统为n个，每个分系统分别连接至中心系统，n为预设值，n≥1且为自然数。

具体地，一套武器系统由中心系统、分系统1、分系统2、……、分系统n等组成，中心系统与分系统间采用星状分布连接关系，各分系统与中心系统采用电气连接，能够进行实时通信，连接示意图如图2所示。

S2，中心系统和各个分系统分别等待卫星授时成功，在原子钟稳定后完成驯服，进入守时状态，完成时间初同步。

具体地，本步骤包含卫星授时守时方法和时间同步方法。

其中，卫星授时守时方法包含：

作为本发明实施例的一个可选实施方式，中心系统和各个分系统分别等待卫星授时成功，在原子钟稳定后完成驯服，进入守时状态包括：中心系统和每个分系统均装配车载卫星导航设备，车载卫星导航设备内部集成CPT原子钟，中心系统和每个分系统上的车载卫星导航设备独立工作；每个车载卫星导航设备上电后接收卫星信号，由卫星OEM板完成卫星定位授时，并向各自所装配的中心系统和分系统输出时间信息，同时对CPT原子钟输出卫星秒脉冲信息进行校时，CPT原子钟达到稳定并完成校时后对外输出秒脉冲信息，进行守时。

具体地，中心系统和每个分系统均装配车载卫星导航设备，导航设备内部集成CPT原子钟形成一体化设计，卫星导航设备组成框图如图3所示，中心系统/分系统上的车载卫星导航设备独立工作。

车载卫星导航设备上电后接收卫星信号，由卫星OEM板完成卫星定位授时，并向中心系统/分系统输出时间信息，同时对原子钟输出卫星秒脉冲信息进行校时，原子钟达到稳定并完成校时后对外输出秒脉冲信息，进行守时。此时若长期无卫星信号或者卫星失锁的条件下卫星导航设备仍可依靠原子钟对外输出高精度秒脉冲信息，保证时间同步。

时间同步方法包含：

作为本发明实施例的一个可选实施方式，完成时间初同步包括：中心系统和每个分系统若连续接收到3个有效秒脉冲信息，且时间信息均接收正常，在每相邻两个准秒脉冲之间取一包时间信息，并从中提取年、月、日作为存储日期，分别记为D0、D1；将时、分、秒换算成秒，分别记为T0、T1；若(T1-T0)数值为+1s或-86399s，则判断时间信息正常，并在第3个有效准秒脉冲到来时，本机毫秒数清零重计，并将(T1+1s)对本机时间、日期进行更新，更新完毕后校时流程结束，系统进行自守时；若(T1+1s)＜86400，则将(T1+1s)转换成“时”、“分”、“秒”作为本机时间，同时将D1更新为本机日期；若(T1+1s)≥86400，则将((T1+1)-86400)s转换成“时”、“分”、“秒”作为本机时间，同时将D1+1天更新为本机日期。

具体地，系统校时示意如图3所示，中心系统/分系统若连续接收到3个有效秒脉冲，且时间信息均接收正常，每相邻两个准秒脉冲之间取一包时间信息，并从中提取年、月、日作为存储日期，分别记为D0、D1；将时、分、秒换算成秒，分别记为T0、T1；

若(T1-T0)数值为+1s或-86399s，则判断时间信息正常，并在第3个有效准秒脉冲到来时，本机毫秒数清零重计，并将(T1+1s)对本机时间、日期进行更新，更新完毕后校时流程结束，系统进行自守时。

利用时间信息更新本机时间时注意跨天保护，准则如下：

若(T1+1s)＜86400，则将(T1+1s)转换成“时”、“分”、“秒”作为本机时间，同时将D1更新为本机日期；

若(T1+1s)≥86400，则将((T1+1)-86400)s转换成“时”、“分”、“秒”作为本机时间，同时将D1+1天更新为本机日期。

上述方法能够保证中心系统/分系统上电后均以卫星时间为基准完成时间同步，待原子钟达到稳定并完成校时后实现系统自守时。

作为本发明实施例的一个可选实施方式，本发明提供的基于CPT原子钟的多系统间时间同步及对时方法还包括：中心系统监测各个分系统状态，获取各个分系统时间有效状态；如果分系统时间有效状态正常，则执行中心系统向各个分系统发送系统间对时指令，按照时间差计算流程计算中心系统与各个分系统间的时差的步骤；如果分系统时间有效状态不正常，则执行中心系统和各个分系统分别等待卫星授时成功，在原子钟稳定后完成驯服，进入守时状态，完成时间初同步的步骤。

S3，中心系统向各个分系统发送系统间对时指令，各个分系统按照时间差计算流程计算中心系统与各个分系统间的时差；

S4，各个分系统用计算出的时差对本系统时间进行修正，按照修正后的时间向中心系统上报时间系统，完成时间同步。

作为本发明实施例的一个可选实施方式，中心系统向各个分系统发送系统间对时指令，各个分系统按照时间差计算流程计算中心系统与各个分系统间的时差包括：中心系统向各个分系统发送系统间对时令；各个分系统收到系统间对时令后，向中心系统发送一个系统间校时包，系统间校时包中包含该包发送时的时戳TA₁；中心系统收到该系统间校时包时，填入包到达的时戳TB₁，并填入包离开时的时戳TB₂，生成返回包，将返回包返回给各个分系统；各个分系统收到返回包后，填入包到达的时戳TA₂；各个分系统计算与中心系统的时间差：ΔT＝[(TB₁-TA₂)-(TA₁-TB₂)]/2；各个分系统将ΔT进行更新并存储。

作为本发明实施例的一个可选实施方式，各个分系统用计算出的时差对本系统时间进行修正，按照修正后的时间向中心系统上报时间系统，完成时间同步包括：各个分系统在对外发送报文时报头时间、目标信息对应的时间以(本机时间+ΔT)进行修正，按照修正后的时间向中心系统上报时间系统，完成时间同步。

作为本发明实施例的一个可选实施方式，本发明提供的基于CPT原子钟的多系统间时间同步及对时方法还包括：各个分系统对本机显示的时间以(本机时间+ΔT)进行修正。

具体地，参见图5，由于各分系统间存在差异，分系统间仍存在时差，就需要通过系统间对时消除时差，各分系统均以中心系统为基准，时差计算流程如下：

中心系统向各分系统发送“系统间对时令”；

各分系统收到“系统间对时令”后，自动向中心系统发送一个系统间校时包(优先级最高)，包中含该包发送时的时戳TA₁；

中心系统收到该包时，填入包到达的时戳TB₁，将其返回给各分系统，并填入包离开时的时戳TB₂；

各分系统收到后，再填入包到达的时戳TA₂；

各分系统计算与中心系统的时间差：ΔT＝[(TB₁-TA₂)-(TA₁-TB₂)]/2。

系统间对时完成后将ΔT进行更新并存储，分系统在对外发送报文时报头时间、目标信息对应的时间以(本机时间+ΔT)进行修正；本机显示的时间也以(本机时间+ΔT)进行修正。

上述方法能够保证各分系统与中心系统时间保持同步，完成系统间对时。

由此可见，利用本发明实施例提供的基于CPT原子钟的多系统间时间同步及对时方法，将原子钟和卫星定位授时设备集成，利用卫星完成系统授时并驯服原子钟完成系统守时，在无卫星信号或者卫星失锁的条件下仍能对外输出高精度时间基准；利用系统间报文传输完成系统间对时，并计算报文传输时间差，消除了各分系统与中心系统的时差问题，保证分系统间的时间同步。

作为本发明实施例的一个可选实施方式，本发明实施例提供的基于CPT原子钟的多系统间时间同步及对时方法具体步骤还可以如图6所示：

搭建一个含中心系统和至少一个分系统的多系统组成；

中心系统和分系统各自独立上电；

各系统等待卫星授时成功，在原子钟稳定后完成驯服，进入守时状态，完成时间初同步；

中心系统监测各分系统状态，获取分系统时间有效状态；

由中心系统向各分系统发送系统间对时指令，按照时间差计算流程计算中心系统与各系统间的时差；

各分系统用计算出的时差对本系统时间进行修正，按照修正后的时间向中心系统上报时间系统，完成时间同步。

图2示出了本发明实施例提供的基于CPT原子钟的多系统间时间同步及对时系统的结构示意图，该基于CPT原子钟的多系统间时间同步及对时系统应用上述方法，以下仅对基于CPT原子钟的多系统间时间同步及对时系统的结构进行简单说明，其他未尽事宜，请参照上述基于CPT原子钟的多系统间时间同步及对时方法中的相关描述，参见图2，本发明实施例提供的基于CPT原子钟的多系统间时间同步及对时系统，包括：中心系统和分系统，其中，中心系统和各个分系统各自独立上电，分系统为n个，每个分系统分别连接至中心系统，n为预设值，n≥1且为自然数；

中心系统和各个分系统，分别用于等待卫星授时成功，在原子钟稳定后完成驯服，进入守时状态，完成时间初同步；

中心系统，还用于向各个分系统发送系统间对时指令，各个分系统，还用于按照时间差计算流程计算中心系统与各个分系统间的时差；

各个分系统，还用于用计算出的时差对本系统时间进行修正，按照修正后的时间向中心系统上报时间系统，完成时间同步。

作为本发明实施例的一个可选实施方式，中心系统和各个分系统分别通过如下方式等待卫星授时成功，在原子钟稳定后完成驯服，进入守时状态：中心系统和每个分系统均装配车载卫星导航设备，车载卫星导航设备内部集成CPT原子钟，中心系统和每个分系统上的车载卫星导航设备独立工作；每个车载卫星导航设备上电后接收卫星信号，由卫星OEM板完成卫星定位授时，并向各自所装配的中心系统和分系统输出时间信息，同时对CPT原子钟输出卫星秒脉冲信息进行校时，CPT原子钟达到稳定并完成校时后对外输出秒脉冲信息，进行守时。

作为本发明实施例的一个可选实施方式，中心系统和每个分系统通过如下方式完成时间初同步：中心系统和每个分系统，具体用于若连续接收到3个有效秒脉冲信息，且时间信息均接收正常，在每相邻两个准秒脉冲之间取一包时间信息，并从中提取年、月、日作为存储日期，分别记为D0、D1；将时、分、秒换算成秒，分别记为T0、T1；若(T1-T0)数值为+1s或-86399s，则判断时间信息正常，并在第3个有效准秒脉冲到来时，本机毫秒数清零重计，并将(T1+1s)对本机时间、日期进行更新，更新完毕后校时流程结束，系统进行自守时；若(T1+1s)＜86400，则将(T1+1s)转换成“时”、“分”、“秒”作为本机时间，同时将D1更新为本机日期；若(T1+1s)≥86400，则将((T1+1)-86400)s转换成“时”、“分”、“秒”作为本机时间，同时将D1+1天更新为本机日期。

作为本发明实施例的一个可选实施方式，中心系统，还用于监测各个分系统状态，获取各个分系统时间有效状态；如果分系统时间有效状态正常，则执行中心系统向各个分系统发送系统间对时指令，按照时间差计算流程计算中心系统与各个分系统间的时差的步骤；如果分系统时间有效状态不正常，则执行中心系统和各个分系统分别等待卫星授时成功，在原子钟稳定后完成驯服，进入守时状态，完成时间初同步的步骤。

作为本发明实施例的一个可选实施方式，中心系统和各个分系统通过如下方式执行中心系统向各个分系统发送系统间对时指令，各个分系统按照时间差计算流程计算中心系统与各个分系统间的时差：中心系统，具体用于向各个分系统发送系统间对时令；各个分系统，具体用于收到系统间对时令后，向中心系统发送一个系统间校时包，系统间校时包中包含该包发送时的时戳TA₁；中心系统，还用于收到该系统间校时包时，填入包到达的时戳TB₁，并填入包离开时的时戳TB₂，生成返回包，将返回包返回给各个分系统；各个分系统，还用于收到返回包后，填入包到达的时戳TA₂；计算与中心系统的时间差：ΔT＝[(TB₁-TA₂)-(TA₁-TB₂)]/2；将ΔT进行更新并存储。

作为本发明实施例的一个可选实施方式，各个分系统通过如下方式用计算出的时差对本系统时间进行修正，按照修正后的时间向中心系统上报时间系统，完成时间同步：各个分系统，具体用于在对外发送报文时报头时间、目标信息对应的时间以(本机时间+ΔT)进行修正，按照修正后的时间向中心系统上报时间系统，完成时间同步。

作为本发明实施例的一个可选实施方式，各个分系统，还用于对本机显示的时间以(本机时间+ΔT)进行修正。

由此可见，利用本发明实施例提供的基于CPT原子钟的多系统间时间同步及对时系统，将原子钟和卫星定位授时设备集成，利用卫星完成系统授时并驯服原子钟完成系统守时，在无卫星信号或者卫星失锁的条件下仍能对外输出高精度时间基准；利用系统间报文传输完成系统间对时，并计算报文传输时间差，消除了各分系统与中心系统的时差问题，保证分系统间的时间同步。

以上仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围之内。

Claims (14)

1.一种基于CPT原子钟的多系统间时间同步及对时方法，其特征在于，包括：

中心系统和各个分系统各自独立上电，其中，所述分系统为n个，每个所述分系统分别连接至所述中心系统，n为预设值，n≥1且为自然数；

所述中心系统和各个所述分系统分别等待卫星授时成功，在原子钟稳定后完成驯服，进入守时状态，完成时间初同步；

所述中心系统向各个所述分系统发送系统间对时指令，所述各个分系统按照时间差计算流程计算所述中心系统与各个所述分系统间的时差；

各个所述分系统用计算出的时差对本系统时间进行修正，按照修正后的时间向所述中心系统上报时间系统，完成时间同步。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述中心系统和各个所述分系统分别等待卫星授时成功，在原子钟稳定后完成驯服，进入守时状态包括：

所述中心系统和每个所述分系统均装配车载卫星导航设备，所述车载卫星导航设备内部集成CPT原子钟，所述中心系统和每个所述分系统上的车载卫星导航设备独立工作；

每个所述车载卫星导航设备上电后接收卫星信号，由卫星OEM板完成卫星定位授时，并向各自所装配的所述中心系统和所述分系统输出时间信息，同时对所述CPT原子钟输出卫星秒脉冲信息进行校时，所述CPT原子钟达到稳定并完成校时后对外输出秒脉冲信息，进行守时。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述完成时间初同步包括：

所述中心系统和每个所述分系统若连续接收到3个有效所述秒脉冲信息，且所述时间信息均接收正常，在每相邻两个准秒脉冲之间取一包时间信息，并从中提取年、月、日作为存储日期，分别记为D0、D1；将时、分、秒换算成秒，分别记为T0、T1；

若(T1-T0)数值为+1s或-86399s，则判断时间信息正常，并在第3个有效准秒脉冲到来时，本机毫秒数清零重计，并将(T1+1s)对本机时间、日期进行更新，更新完毕后校时流程结束，系统进行自守时；

若(T1+1s)＜86400，则将(T1+1s)转换成“时”、“分”、“秒”作为本机时间，同时将D1更新为本机日期；

若(T1+1s)≥86400，则将((T1+1)-86400)s转换成“时”、“分”、“秒”作为本机时间，同时将D1+1天更新为本机日期。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：

所述中心系统监测各个所述分系统状态，获取各个所述分系统时间有效状态；

如果所述分系统时间有效状态正常，则执行所述中心系统向各个所述分系统发送系统间对时指令，按照时间差计算流程计算所述中心系统与各个所述分系统间的时差的步骤；

如果所述分系统时间有效状态不正常，则执行所述中心系统和各个所述分系统分别等待卫星授时成功，在原子钟稳定后完成驯服，进入守时状态，完成时间初同步的步骤。

5.根据权利要求1或4所述的方法，其特征在于，所述中心系统向各个所述分系统发送系统间对时指令，所述各个分系统按照时间差计算流程计算所述中心系统与各个所述分系统间的时差包括：

所述中心系统向各个所述分系统发送所述系统间对时令；

各个所述分系统收到所述系统间对时令后，向所述中心系统发送一个系统间校时包，所述系统间校时包中包含该包发送时的时戳TA₁；

所述中心系统收到该所述系统间校时包时，填入包到达的时戳TB₁，并填入包离开时的时戳TB₂，生成返回包，将所述返回包返回给各个所述分系统；

各个所述分系统收到所述返回包后，填入包到达的时戳TA₂；

各个所述分系统计算与所述中心系统的时间差：ΔT＝[(TB₁-TA₂)-(TA₁-TB₂)]/2；

各个所述分系统将ΔT进行更新并存储。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述各个所述分系统用计算出的时差对本系统时间进行修正，按照修正后的时间向所述中心系统上报时间系统，完成时间同步包括：

各个所述分系统在对外发送报文时报头时间、目标信息对应的时间以(本机时间+ΔT)进行修正，按照修正后的时间向所述中心系统上报时间系统，完成时间同步。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，还包括：各个所述分系统对本机显示的时间以(本机时间+ΔT)进行修正。

8.一种基于CPT原子钟的多系统间时间同步及对时系统，其特征在于，包括：中心系统和分系统，其中，所述中心系统和各个所述分系统各自独立上电，所述分系统为n个，每个所述分系统分别连接至所述中心系统，n为预设值，n≥1且为自然数；

所述中心系统和各个所述分系统，分别用于等待卫星授时成功，在原子钟稳定后完成驯服，进入守时状态，完成时间初同步；

所述中心系统，还用于向各个所述分系统发送系统间对时指令，所述各个分系统，还用于按照时间差计算流程计算所述中心系统与各个所述分系统间的时差；

各个所述分系统，还用于用计算出的时差对本系统时间进行修正，按照修正后的时间向所述中心系统上报时间系统，完成时间同步。

9.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述中心系统和各个所述分系统分别通过如下方式等待卫星授时成功，在原子钟稳定后完成驯服，进入守时状态：

所述中心系统和每个所述分系统均装配车载卫星导航设备，所述车载卫星导航设备内部集成CPT原子钟，所述中心系统和每个所述分系统上的车载卫星导航设备独立工作；

每个所述车载卫星导航设备上电后接收卫星信号，由卫星OEM板完成卫星定位授时，并向各自所装配的所述中心系统和所述分系统输出时间信息，同时对所述CPT原子钟输出卫星秒脉冲信息进行校时，所述CPT原子钟达到稳定并完成校时后对外输出秒脉冲信息，进行守时。

10.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，所述所述中心系统和每个所述分系统通过如下方式完成时间初同步：

所述中心系统和每个所述分系统，具体用于若连续接收到3个有效所述秒脉冲信息，且所述时间信息均接收正常，在每相邻两个准秒脉冲之间取一包时间信息，并从中提取年、月、日作为存储日期，分别记为D0、D1；将时、分、秒换算成秒，分别记为T0、T1；

若(T1-T0)数值为+1s或-86399s，则判断时间信息正常，并在第3个有效准秒脉冲到来时，本机毫秒数清零重计，并将(T1+1s)对本机时间、日期进行更新，更新完毕后校时流程结束，系统进行自守时；

若(T1+1s)＜86400，则将(T1+1s)转换成“时”、“分”、“秒”作为本机时间，同时将D1更新为本机日期；

若(T1+1s)≥86400，则将((T1+1)-86400)s转换成“时”、“分”、“秒”作为本机时间，同时将D1+1天更新为本机日期。

11.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，

所述中心系统，还用于监测各个所述分系统状态，获取各个所述分系统时间有效状态；如果所述分系统时间有效状态正常，则执行所述中心系统向各个所述分系统发送系统间对时指令，按照时间差计算流程计算所述中心系统与各个所述分系统间的时差的步骤；如果所述分系统时间有效状态不正常，则执行所述中心系统和各个所述分系统分别等待卫星授时成功，在原子钟稳定后完成驯服，进入守时状态，完成时间初同步的步骤。

12.根据权利要求8或11所述的系统，其特征在于，所述中心系统和各个所述分系统通过如下方式执行所述中心系统向各个所述分系统发送系统间对时指令，所述各个分系统按照时间差计算流程计算所述中心系统与各个所述分系统间的时差：

所述中心系统，具体用于向各个所述分系统发送所述系统间对时令；

各个所述分系统，具体用于收到所述系统间对时令后，向所述中心系统发送一个系统间校时包，所述系统间校时包中包含该包发送时的时戳TA₁；

所述中心系统，还用于收到该所述系统间校时包时，填入包到达的时戳TB₁，并填入包离开时的时戳TB₂，生成返回包，将所述返回包返回给各个所述分系统；

各个所述分系统，还用于收到所述返回包后，填入包到达的时戳TA₂；计算与所述中心系统的时间差：ΔT＝[(TB₁-TA₂)-(TA₁-TB₂)]/2；将ΔT进行更新并存储。

13.根据权利要求12所述的系统，其特征在于，所述各个所述分系统通过如下方式用计算出的时差对本系统时间进行修正，按照修正后的时间向所述中心系统上报时间系统，完成时间同步：

各个所述分系统，具体用于在对外发送报文时报头时间、目标信息对应的时间以(本机时间+ΔT)进行修正，按照修正后的时间向所述中心系统上报时间系统，完成时间同步。

14.根据权利要求13所述的系统，其特征在于，各个所述分系统，还用于对本机显示的时间以(本机时间+ΔT)进行修正。

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