CN114355394A

CN114355394A - 一种共视时间比对设备标准符合性测评方法和系统

Info

Publication number: CN114355394A
Application number: CN202111423433.4A
Authority: CN
Inventors: 李丹丹; 王学运; 易航
Original assignee: Beijing Institute of Radio Metrology and Measurement
Current assignee: Beijing Institute of Radio Metrology and Measurement
Priority date: 2021-11-26
Filing date: 2021-11-26
Publication date: 2022-04-15

Abstract

本发明公开一种共视时间比对设备标准符合性测评方法和系统，该方法包括：为待测评共视时间比对设备提供卫星信号输入，1PPS时间信号和10MHz频率信号，使所述设备输出原始测量数据和共视交换文件；编制标准协议仿真软件和协议分析软件；采集所述设备输出的原始测量数据和共视交换文件，分析得到所述设备输出的原始测量数据和共视交换文件格式与标准的一致性的结果；使用信号源产生满足一定特征的1PPS时间信号和10MHz频率信号，将其作为所述设备的输入信号，分析得到所述设备是否能够正常工作的结果；若上述分析结果均满足相应标准，则所述设备符合指定的标准规范；若上述分析结果有任何一项不满足相应标准，则所述设备不符合指定的标准规范。

Description

一种共视时间比对设备标准符合性测评方法和系统

技术领域

本发明涉及标准符合性测评技术领域，更具体地，涉及一种共视时间比对设备标准符合性测评方法和系统。

背景技术

共视时间比对是由分别位于两地的GNSS(Global Navigation SatelliteSystem)共视接收机在同一时刻同时观测一颗或多颗GNSS卫星，通过伪距测量得到本地时与GNSS系统时GNSST之间的偏差，该偏差包括卫星、信号传播路径和接收机端引入的各项误差，两地通过数据交换扣除各项误差后求差，就可以获得两实验室之间的时差。共视时间比对的本质是获得参与比对的两个用户之间的时间偏差。

目前，共视时间比对已经广泛应用于军事领域和民用方面，可以以低成本实现高精度的时间比对结果，满足电力、电信、交通等领域的高精度时频比对应用需求。另外，共视比对法是国际计量局下属的各时频基准实验室之间进行高精度时间比对所采用的方法之一。

共视时间比对设备是共视时间比对的核心装备，必须实现全面国产化，保证时间比对的安全。而对于国产化的共视时间比对设备目前存在诸多问题，主要是各研制厂家生产的设备功能不同、接口各异、协议不通，导致产品之间的兼容性差，无法相互替换。当某个生产厂家的产品在某个应用中被采纳后，则后续的产品维护、升级、换代等只能延用该厂家的产品和技术，对引入市场竞争不利，最终影响产品的技术发展和装备性能的提升。

发明内容

本发明的一个目的在于提供一种共视时间比对设备标准符合性测评方法和系统。

为达到上述目的，本发明采用下述技术方案：

本发明第一方面提供一种共视时间比对设备的标准符合性测评方法，包括：

为待测评共视时间比对设备提供卫星信号输入，使用本地时间频率源为待测评共视时间比对设备提供1PPS时间信号和10MHz频率信号，使得待测评共视时间比对设备输出原始测量数据和共视交换文件；

编制标准协议仿真软件和协议分析软件；其中，标准协议仿真软件用于模拟所述待测评共视时间比对设备输出原始测量数据和共视交换文件的标准协议；协议分析软件用于分析待测评共视时间比对设备输出原始测量数据和共视交换文件格式与标准协议的一致性；

采集待测评共视时间比对设备输出的原始测量数据和共视交换文件，分析得到待测评共视时间比对设备输出的原始测量数据和共视交换文件格式与标准的一致性的结果；

使用信号源产生满足一定特征的1PPS时间信号和10MHz频率信号代替本地时间频率源为待测评共视时间比对设备提供1PPS时间信号和10MHz频率信号，将其作为待测评共视时间比对设备的输入信号，分析得到待测评共视时间比对设备是否能够正常工作的结果；

若上述分析结果均满足相应标准，则待测评共视时间比对设备符合指定的标准规范，入网后能够满足与其他信息系统之间的互联互通；若上述分析结果有任何一项不满足相应标准，则待测评共视时间比对设备不符合指定的标准规范，不满足入网条件。

可选地，使用GNSS卫星导航信号模拟器或者GNSS天线为待测评共视时间比对设备提供卫星信号输入。

可选地，所述一定特征的1PPS时间信号和10MHz频率信号为包括1PPS时间信号和10MHz频率信号的信号幅度、阻抗和电平特征。

可选地，所述原始测量数据的标准协议为Rinex标准协议，所述共视交换文件的标准协议为CGGTTS标准协议。

本发明第二方面提供一种共视时间比对设备标准符合性测评系统，包括：

卫星信号模拟器或GNSS天线、待测评共视时间比对设备、本地时间频率源、信号源以及工作计算机，其中，

卫星信号模拟器或GNSS天线为待测评共视时间比对设备提供卫星信号输入，使待测评共视时间比对设备能够正常工作，输出原始测量数据和共视交换文件；

信号源用于产生满足一定特征的1PPS时间信号和10MHz频率信号，将其作为共视时间比对设备的输入信号，查看设备是否能够正常工作；

本地时间频率源为待测评共视时间比对设备提供稳定、可靠的1PPS时间信号和10MHz频率信号；

工作计算机用于部署标准协议仿真软件和协议分析软件以及存储待测评共视时间比对设备的输出数据文件和分析结果。

本发明的有益效果如下：

本发明所述技术方案，提供了一种共视时间比对设备标准符合性测评方法和系统，适用于针对共视时间比对设备的测评，本发明利用选定的共视时间比对设备相关的国家标准和国家军用标准为参考依据，通过标准协议仿真软件和协议分析软件，分析待测评共视时间比对设备输出信号的特征和输出数据文件的格式与标准协议的符合性，根据协议分析软件的分析结果，从而评估待测评共视时间比对设备的标准符合性；并通过让输入信号满足一定条件时，来验证接收机的输入接口是否正常工作。本发明提供的方法和系统能够对共视时间比对设备的标准符合性进行评估，为共视时间比对设备与其他系统之间的互联互通提供保障，为共视时间比对设备的入网提供参考依据。

附图说明

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。

图1示出本发明提供的共视时间比对设备标准符合性测评系统的示意图。

图2示出本发明提供的共视时间比对设备标准符合性测评方法的流程图。

具体实施方式

为了更清楚地说明本发明，下面结合优选实施例和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。

共视时间比对设备的输入接口有1PPS(Pulse Per Second)时间信号接口和10MHz频率信号接口，输出为原始测量数据文件和共视数据文件。共视时间比对设备的输入信号须满足一定要求，共视时间比对设备才能够正常工作，输出相应的原始测量数据和共视数据文件，否则，共视时间比对设备无法正常工作。因此，需要测评输入的1PPS时间信号和10MHz频率信号对共视时间比对设备的影响。共视时间比对设备输出的原始测量数据和共视数据文件也须满足特定的格式要求，用户才能够正确解析各字段的数据，从而获得正确的时间比对结果。因此，需要测评共视时间比对设备的输出数据文件格式。

为标准化数据处理流程，国际时间频率咨询委员会在1993年规定了GPS时间比对的格式标准GGTTS V01，1998年该标准又加入了俄罗斯GLONASS卫星导航系统，并命名为CGGTTS V02，随着欧洲Galileo和中国北斗等卫星导航系统的不断发展，2015年CCTF的GNSS时间传递组再次对时间比对标准进行了扩展，并更名为CGGTTS V2E，该版本与旧版本数据格式兼容，可在不同版本间完成共视时间比对。CGGTTS V2E除了GPS和GLONASS外，还包括了北斗、Galileo和日本准天顶卫星导航系统的时间比对标准。

有鉴于此，本发明一个实施例提供一种共视时间比对设备标准符合性测评方法，如图1所示，包括：

步骤S1、为待测评共视时间比对设备提供卫星信号输入，使用本地时间频率源为待测评共视时间比对设备提供1PPS时间信号和10MHz频率信号，使得待测评共视时间比对设备输出原始测量数据和共视交换文件。

在一个具体示例中，使用GNSS卫星导航信号模拟器或者GNSS天线为待测评共视时间比对设备提供卫星信号输入，本实施例中，选用GNSS卫星导航信号模拟器。选用GNSS共视接收机作为待测评共视时间比对设备。

将GNSS卫星导航信号模拟器或者GNSS天线、GNSS共视接收机、本地时间频率源、信号源以及工作计算机连接在一起，并完成上述所有设备上电。其中，GNSS卫星导航信号模拟器或者GNSS天线为待测评共视时间比对设备提供卫星信号输入，使其能够正常工作，输出原始测量数据和用于交换的CGGTTS文件。本地时间频率源给GNSS共视接收机提供稳定、可靠的1PPS时间信号和10MHz频率信号。工作计算机用于部署标准协议仿真软件和协议分析软件以及存储GNSS共视接收机的输出数据文件和分析结果。

步骤S2、编制标准协议仿真软件和协议分析软件。

其中，标准协议仿真软件用于模拟标准的协议，方便后续进行设备输出数据文件协议分析。协议分析软件用于处理分析GNSS共视接收机的输出数据文件，分析文件格式，并给出相应的分析结果。

步骤S3、采集待测评共视时间比对设备输出的原始测量数据和共视交换文件，分析得到待测评共视时间比对设备输出的原始测量数据和共视交换文件格式与标准的一致性的结果。

在一个具体示例中，采集待测评共视时间比对设备输出的原始测量数据，原始测量数据的标准协议为Rinex文件。以Rinex标准协议为参考，编制Rinex标准协议仿真软件，利用Rinex协议分析软件，分析待测评共视时间比对设备输出的原始测量数据文件格式与标准的一致性，包括文件头和文件数据各个字段与标准的一致性。

采集待测评共视时间比对设备输出的共视交换文件，共视交换文件的标准协议为CGGTTS文件。以CGGTTS标准协议为参考，编制CGGTTS标准协议仿真软件，利用CGGTTS协议分析软件，分析待测评共视时间比对设备输出的共视交换文件格式与标准的一致性。

步骤S4、使用信号源产生满足一定特征的1PPS时间信号和10MHz频率信号代替本地时间频率源为待测评共视时间比对设备提供1PPS时间信号和10MHz频率信号，将其作为待测评共视时间比对设备的输入信号，分析得到待测评共视时间比对设备是否能够正常工作的结果。

在一个具体示例中，所述一定特征的1PPS时间信号和10MHz频率信号为包括1PPS时间信号和10MHz频率信号的信号幅度、阻抗和电平特征。

需要说明的是，本发明不限定一定特征为信号幅度、阻抗和电平特征，只要可表征1PPS时间信号和10MHz频率信号，其它特征也适用本发明。

步骤S5、步骤S3用来验证GNSS共视接收机的输出接口，步骤S4用来验证GNSS共视接收机的输入接口，根据步骤S3的数据文件格式的标准符合性分析结果以及步骤S4设备能否正常工作，从而评估待测评共视时间比对设备的标准符合性，若上述分析结果均满足相应标准，则待测评共视时间比对设备符合指定的标准规范，入网后能够满足与其他信息系统之间的互联互通；若上述分析结果有任何一项不满足相应标准，则待测评共视时间比对设备不符合指定的标准规范，不满足入网条件。

本发明另一个实施例提供一种共视时间比对设备标准符合性测评系统，如图2所示，该系统由卫星信号模拟器或GNSS天线、待测评共视时间比对设备、本地时间频率源、信号源以及工作计算机连接而成。

其中，卫星信号模拟器或GNSS天线为待测评共视时间比对设备提供卫星信号输入，使待测评共视时间比对设备能够正常工作，输出原始测量数据和共视交换文件；

在一个具体示例中，所述原始测量数据的标准协议为Rinex标准协议，所述共视交换文件的标准协议为CGGTTS标准协议。

本发明提供的一种共视时间比对设备标准符合性测评方法和系统，适用于针对共视时间比对设备的测评，本发明利用选定的共视时间比对设备相关的国家标准和国家军用标准为参考依据，通过标准协议仿真软件和协议分析软件，分析待测评共视时间比对设备输出信号的特征和输出数据文件的格式与标准协议的符合性，根据协议分析软件的分析结果，从而评估待测评共视时间比对设备的标准符合性；并通过让输入信号满足一定条件时，来验证接收机的输入接口是否正常工作。本发明提供的方法和系统能够对共视时间比对设备的标准符合性进行评估，为共视时间比对设备与其他系统之间的互联互通提供保障，为共视时间比对设备的入网提供参考依据。

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

1.一种共视时间比对设备标准符合性测评方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，使用GNSS卫星导航信号模拟器或者GNSS天线为待测评共视时间比对设备提供卫星信号输入。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述一定特征的1PPS时间信号和10MHz频率信号为包括1PPS时间信号和10MHz频率信号的信号幅度、阻抗和电平特征。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述原始测量数据的标准协议为Rinex标准协议，所述共视交换文件的标准协议为CGGTTS标准协议。

5.一种共视时间比对设备标准符合性测评系统，其特征在于，包括：

6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述一定特征的1PPS时间信号和10MHz频率信号为包括1PPS时间信号和10MHz频率信号的信号幅度、阻抗和电平特征。

7.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述原始测量数据的标准协议为Rinex标准协议，所述共视交换文件的标准协议为CGGTTS标准协议。