CN115499082B

CN115499082B - 一种基于多时间源融合的综合选源方法

Info

Publication number: CN115499082B
Application number: CN202211390458.3A
Authority: CN
Inventors: 王广才; 楚鹰军; 胥骥; 邓皓; 刘强; 曾勇; 王茂凌; 赵耀; 孙旭; 张骏杨
Original assignee: Fifth Research Institute Of Telecommunications Technology Co ltd
Current assignee: Fifth Research Institute Of Telecommunications Technology Co ltd
Priority date: 2022-11-08
Filing date: 2022-11-08
Publication date: 2023-03-10
Anticipated expiration: 2042-11-08
Also published as: CN115499082A

Abstract

本发明公开了一种基于多时间源融合的综合选源方法，包括以下步骤：S1、对时间源有效性进行检测和评估；S2、对时间源进行参数转化和数据集构造；S3、对时间源数据集进行循环比对，得到候选最优时间源；S4、对候选最优时间源进行稳定性检测和评估，产生系统基准时间源；S5、通过系统基准时间源对当前时间源切换控制；S6、重复执行S1至S5，选择出系统当前最优时间源。本发明结合时间源有效性检测和评估、时间源数据集循环比对、候选最优时间源稳定性检测和评估、时间源切换控制等机制，实现基于多时间源融合的高效综合选源功能。

Description

一种基于多时间源融合的综合选源方法

技术领域

本发明涉及时频同步技术领域，具体涉及一种基于多时间源融合的综合选源方法。

背景技术

多模定时是提高时频同步设备授时可靠性和弹性的重要技术手段，也是目前时频同步设备的发展趋势。多模时频同步设备具备多时间源同时接收能力，由于各类时间源具有不同的质量等级、精度等特性，如何从多个时间源中高效、可靠地选择出质量和精度最佳的时间源为系统授时，并保证输出的本地时间具有较好的稳定性、连续性和精度，一直是高精度多模时频同步设备需要解决的难点问题之一。

目前常用的时间源选择方法主要有基于多时间源的预设优先级选源方法和基于多时间源的动态判决选源方法。基于多时间源的预设优先级选源方法，其基本原理是事先对多个时间源预设优先级，时频同步设备根据预设的优先级选择和锁定某一时间源作为时间基准并校准本地系统时间，最终输出高精度时间信号。基于多时间源的动态判决选源方法，同时监测多个时间源信号，通过比较所有时间源信号的有效性、稳定性和精度等优选出最佳时间源作为系统基准时间源。

预设优先级选源方法逻辑清晰、实现简单，对时间源的选择完全依赖于预设的时间源优先级，灵活性不高，无法保证当前时间源的时间质量最佳，当时间源信号质量劣化、精度下降时，该方法无法检测和实现时间源切换，可能会影响设备稳定运行和输出信号性能。

动态判决选源方法通常以质量参数优先，当时间源信号质量劣化、精度下降时，该方法可以实时检测时间源质量变化并实现时间源的动态切换，选源灵活性方面优于预设优先级方式。由于时间源信号质量信息是实时变化的，质量优先动态判决选源方法可以保证选择出的基准时间源是最佳的，但随着时间源信号质量的变化，基准时间源频繁切换会影响授时准确性和连续性，可能会影响业务系统的稳定运行。

传统多源选择方式主要是采用基于多时间源的预设优先级选源方法，该方法的基本原理是对接入的时间源根据一定的规则预设优先级，通常根据时间源的定时精度来设置优先级，例如：卫星时间源优先级高于地面有线时间源，地面有线时间源优先级高于陆基无线时间源。采用预设优先级选源时，时频同步设备根据预设优先级选择和锁定最高优先级的时间源作为基准时间源并校准本地核心时间，最终输出标准时间信号。当最高优先级时间源异常时（中断或告警时），则从剩余时间源中再选择最高优先级的时间源作为基准时间源，以此类推。

基于多时间源的预设优先级选源方法本质上是一种人工选源方式，首先通过人工方式预设优先级，然后再依据预设的优先级进行选源。预设优先级选源方法其优点是逻辑清晰、实现简单，主要缺点是选源灵活性不高，时间源的选择完全依赖于预设的优先级，而不是时间源的实时精度和质量，因此无法保证所选时间源为最优源。另外，当时间源信号质量劣化、精度下降时，该方法无法及时响应时间源质量变化并实现时间源自动切换，可能会影响设备稳定运行和输出信号性能。

CN103823361A公开了一种多源动态自适应时钟同步方法，该方法采用加权平均方式计算各有效参考源的优先级得分，然后对各参考源的优先级得分进行排序，优先级得分最高者为自动选源结果。优先级得分包括类型得分、性能得分、质量等级得分、位置得分等部分，通过对各分量得分的加权平均获得优先级总得分。各分量权重可以灵活设置，质量优先时，则质量等级分量权重更高，当性能优先时，则性能分量权重更高。参考源无效时，优先级得分为0，不计算优先级得分。

CN103823361A公开的一种多源动态自适应时钟同步方法，是一种典型的动态判决选源方式，通过计算各参考源的优先级得分并排序，最终选出最优参考源。该方法引入了类型、性能、质量、位置等参数，需要实时计算各参考源的优先级得分并进行排序，算法实现相对复杂，可操作性不高，选源效率较低，选源可靠性和稳定性有待提升。

发明内容

针对现有技术中的上述不足，本发明提供的一种基于多时间源融合的综合选源方法解决了传统选源方式选源效率、选源可靠性和稳定性低的问题。

为了达到上述发明目的，本发明采用的技术方案为：一种基于多时间源融合的综合选源方法，包括以下步骤：

S1、对时间源有效性进行检测和评估；

S2、对时间源进行参数转化和数据集构造；

S3、对时间源数据集进行循环比对，得到候选最优时间源；

S4、对候选最优时间源进行稳定性检测和评估，产生系统基准时间源；

S5、通过系统基准时间源对当前时间源切换控制；

S6、重复执行S1至S5，选择出系统当前最优时间源。

进一步地：所述步骤S1中有效性检测和评估包括时间心跳检测、时间符合性检测、时间偏差检测、物理信号检波以及时间源有效性综合评估方法。

进一步地：所述时间心跳检测具体为：将时间源输入时间信息转化为统一的时间尺度，计算当前时间的总秒数与前一秒时间的总秒数差值，如果差值为1，则判定时间源输入时间心跳正常，否则，判定时间源输入时间心跳异常，并给出时间心跳异常报警，此时该时间源不能作为有效时间源；

所述时间符合性检测具体为：将时间源输入时间信息转化为统一的时间尺度，计算时间源的总秒数与系统当前时间的总秒数的差值，如果差值为0，则判定时间源输入时间与系统时间同步，否则，判定时间源输入时间符合性异常，并给出时间符合性异常告警，此时该时间源不能作为有效时间源；

所述时间偏差检测具体为：对于卫星、长波、短波、1PPS+ToD、DCLS时间源，采用测量秒脉冲物理信号相位差的方式获得时间偏差，对于PTP时间源，采用时间戳计算方式获得时间偏差，根据不同时间源的类型，设定不同的时间偏差门限，当检测到时间源的时间偏差超过设定的门限值时，则判定该时间源的时间偏差异常，并给出时间偏差超门限告警，此时该时间源不能作为有效时间源；

所述物理信号检波具体为：采用波形检测或软件定时计数方式，检测时间源信号的有无，当时间源信号中断或丢失后，给出物理信号告警；

所述时间源有效性综合评估具体为：时间源输入时间同时满足以下条件：物理信号不告警、时间心跳正常、与系统时间同步、时间偏差在正常范围内时，则判定该时间源有效，可以作为系统候选时间源；

时间源输入时间满足任意以下条件之一：物理信号告警、时间心跳异常、与系统时间不同步、时间偏差超门限时，则判定该时间源无效，不可以作为系统候选时间源。

进一步地：所述步骤S2具体为：采用数据映射和参数转化方式，将北斗卫星、1PPS+ToD、DCLS时间源归一化为虚拟PTP时间源，通过构造虚拟PTP数据集，实现不同类型时间源之间的选择转化为多个虚拟PTP时间源之间的选择；

所述数据集构造基于PTP时间源，数据集包括质量等级、时间精度、跳数、本地优先级；

所述质量等级参数转化，从卫星、1PPS+ToD、DCLS时间源时间编码中获取质量等级；

所述时间精度参数转化，采用本地测量方式获取时间源时间精度参数，通过实时计算各时间源输入信号与本地系统时间信号之间的时间偏差，经过滤波、消抖处理后，获得各时间源相对于系统时间的时间偏差信息，然后将时间偏差值转化为PTP时钟精度编码；

所述跳数参数转化，根据多模时频同步设备的时间源信号传递线路长度、路由信息，采用人工配置方式，设置时间源的跳数参数；

所述本地优先级，根据多模时频同步设备时间源的类型、槽位、数量信息，采用人工配置方式，设置时间源的本地优先级参数。

进一步地：所述步骤S3具体为：

首先比较时间源A和时间源B的质量等级，如果A的质量等级<B的质量等级，则判定时间源A优于时间源B；如果A的质量等级>B的质量等级，则判定时间源B优于时间源A；如果A的质量等级=B的质量等级，则比较时间源A和时间源B的时间精度；

其次比较时间源A和时间源B的时间精度，如果A的时间精度<B的时间精度，则判定时间源A优于时间源B；如果A的时间精度>B的时间精度，则判定时间源B优于时间源A；如果A的时间精度=B的时间精度，则比较时间源A和时间源B的跳数；

然后比较时间源A和时间源B的跳数，如果A的跳数<B的跳数，则判定时间源A优于时间源B；如果A的跳数>B的跳数，则判定时间源B优于时间源A；如果A的跳数=B的跳数，则比较时间源A和时间源B的本地优先级；

最后比较时间源A和时间源B的本地优先级，如果A的本地优先级<B的本地优先级，则判定时间源A优于时间源B；如果A的本地优先级>B的本地优先级，则判定时间源B优于时间源A；

按照上述步骤，循环比较所有的有效时间源，最终得出当前最优时间源。

进一步地：所述步骤S4具体为：每秒实时检测当前候选最优时间源是否变化，如果在一定时间范围内，候选最优时间源均未变化，则判定候选最优时间源稳定可靠，否则，判定候选最优时间源不稳定。

进一步地：所述步骤S5具体为：每秒实时检测系统当前时间源与新产生的基准时间源是否一致，如果不一致，则启动时间源切换控制程序，同时开始时间源切换计时，在时间源切换时间门限之内，不启动当前时间源的切换动作，超过时间源切换时间门限，则启动当前时间源的切换动作。

进一步地：所述步骤S6具体为：重复执行步骤S1至步骤S5，实时检测和评估时间源有效性，通过时间源参数转化和数据集构造、时间源数据集循环对比，选择系统当前最优时间源。

本发明的有益效果为：本发明提供的一种基于多时间源融合的自动选源方法，该方法将预设优先级选源方法和动态判决选源方法相结合，采用参数转化、数据集构造、数据集循环比对等方式，将卫星、1PPS+ToD、DCLS、PTP等不同类型时间源归一化为虚拟PTP时间源，同时引入质量等级、时间精度、跳数、本地优先级、时间源切换时间门限等参数，结合时间源有效性检测和评估、时间源数据集循环比对、候选最优时间源稳定性检测和评估、时间源切换控制等机制，实现基于多时间源融合的高效自动选源功能。

本发明可弥补传统选源方式存在的不足，具有实现简单、操作灵活、适应性强、稳定可靠等特点。

本发明适用于多模时频同步设备，可提升多模时频同步设备的选源可靠性和稳定性，进而提升多模时频同步设备的授时精度和授时可靠性。

（1）实现简单：采用参数转化、数据集构造方式，将不同类型时间源归一化为虚拟时间源，通过简单的数据集比较，即可获得最优时间源，降低了选源算法复杂度。

（2）操作灵活：采用预设优先级选源和动态判决选源相结合方式，灵活设置质量等级、时间精度、跳数、本地优先级等选源参数，可操作性强。

（3）适应性强：支持天基卫星时间源、地基有线时间源等多种类型时间源，充分考虑不同类型时间源特性，适应不同应用场景需求。

（4）稳定可靠：采用时间源有效性检测和评估、候选最优时间源稳定性检测和评估以及时间源切换控制等机制，确保选源结果稳定可靠。

附图说明

图1为本发明中多时间源融合综合选源流程图；

图2为本发明中时间源有效性检测和评估机制框图；

图3为本发明中时间源数据集比较流程图。

具体实施方式

下面对本发明的具体实施方式进行描述，以便于本技术领域的技术人员理解本发明，但应该清楚，本发明不限于具体实施方式的范围，对本技术领域的普通技术人员来讲，只要各种变化在所附的权利要求限定和确定的本发明的精神和范围内，这些变化是显而易见的，一切利用本发明构思的发明创造均在保护之列。

如图1所示，一种基于多时间源融合的综合选源流程包括如下步骤：

步骤1：时间源有效性检测和评估。

如图2所示，多模时频同步设备通常具备天基卫星时间源、地基有线时间源、地基无线时间源等多种模式、多种类型时间源信号接收能力，天基卫星时间源包括北斗、GPS等，地基有线时间源包括PTP、1PPS+ToD、DCLS（直流B码）等，地基无线时间源包括长波、短波等。通过对各类天基和地基时间源信号的异常状态检测和分析，实现对时间源信号的有效性综合判决和评估，对异常时间源信号及时给出告警，只有评估有效的时间源才能进入选源算法处理模块，防止因异常时间源而引入时间错误或授时误差，从而提升多模时频同步设备的授时可靠性。

时间源有效性检测和评估是指对多模时频同步设备接入的所有时间源首先进行有效性检测和评估，只有评估有效的时间源才能进入选源算法处理模块。时间源有效性检测和评估包括（不限于）：时间心跳检测、时间符合性检测、时间偏差检测、物理信号检波以及时间源有效性综合评估方法。

（1）时间心跳检测

时间心跳检测主要检测时间源输入时间的连续性，正常情况下，时间源输入的时间信息应具备秒连续性，即时间总秒数以秒为单位正常跳变。

时间心跳检测方法：

首先，将时间源输入时间信息转化为统一的时间尺度，例如PTP时间。其次，计算当前时间的总秒数与前一秒时间的总秒数的差值。如果前后总秒数差值为1，则判定时间源输入时间心跳正常，否则，判定时间源输入时间心跳异常，并给出时间心跳异常告警。时间心跳异常表明该时间源输入时间存在异常跳变、重秒、时间错误等现象，此时该时间源不能作为有效时间源。

告警产生：每秒实时检测时间源输入时间的心跳，如果当前秒检测到时间心跳异常，则应立即产生告警。告警实时产生，主要目的是防止时间错误蔓延。

告警清除：每秒实时检测时间源输入时间的心跳，如果在一定时间范围内（通常为几十秒），时间心跳都是正常的，则可将告警清除。告警清除引入时间门限，目的在于消抖，防止告警判断失误。

（2）时间符合性检测

时间符合性检测主要检测时间源输入时间与系统当前时间及其他时间源的符合性。当系统时间首次校准过后，正常情况下，时间源输入时间与系统时间应保持相对一致性。

时间符合性检测方法：

首先，将时间源输入时间信息转化为统一的时间尺度，例如PTP时间。其次，计算时间源的总秒数与系统当前时间的总秒数的差值。如果时间总秒数差值为0，则判定时间源输入时间与系统时间同步，否则，判定时间源输入时间符合性异常，并给出时间符合性异常告警。时间不一致表明该时间源输入时间与系统时间不同步，此时该时间源不能作为有效时间源。

告警产生：每秒实时检测时间源输入时间的符合性，如果当前秒检测到时间源输入时间与系统时间不同步，则应立即产生告警。告警实时产生，主要目的是防止时间错误蔓延。

告警清除：每秒实时检测时间源输入时间的符合性，如果在一定时间范围内（通常为几十秒），时间源输入时间与系统时间均同步，则可将告警清除。告警清除引入时间门限，目的在于消抖，防止告警判断失误。

（3）时间偏差检测

时间偏差检测主要检测时间源的时间偏差异常情况。正常情况下，时间源相对于系统参考基准时间的时间偏差应在一定门限范围之内，如果时间偏差超门限，则可判定时间源性能异常。

时间偏差检测方法：

时间偏差检测属于性能检测。对于卫星、长波、短波、1PPS+ToD、DCLS等时间源，采用测量秒脉冲物理信号相位差的方式获得时间偏差（秒以内）。对于PTP时间源，采用时间戳计算方式获得时间偏差。实际应用中，由于时间源的精度不同，需要根据不同时间源的类型，设定不同的时间偏差门限。当检测到时间源的时间偏差超过设定的门限值时，则判定该时间源的时间偏差异常，并给出时间偏差超门限告警。时间偏差超门限表明时间源输入信号性能异常，此时该时间源不应作为有效时间参考源。

告警产生：每秒实时测量或计算时间源输入时间与当前系统时间之间的时间偏差，如果时间偏差超门限值，则应立即产生告警。告警实时产生，主要目的是防止时间源性能劣化蔓延。

告警清除：每秒实时测量或计算时间源输入时间与当前系统时间之间的时间偏差，如果在一定时间范围内（通常为几十秒），时间源输入时间与当前系统时间之间的时间偏差均在门限值范围内，则可将告警清除。告警清除引入时间门限，目的在于消抖，防止告警判断失误。

（4）物理信号检波

物理信号检波主要检测时间源信号的有无，采用波形检测或软件定时计数等方式实现物理信号检波功能。当时间源信号中断或丢失后，应及时给出物理信号告警。

告警产生：每秒实时检测时间源信号的有无，如果检测到时间源信号丢失，则应立即产生物理信号告警。

告警清除：每秒实时检测时间源信号的有无，如果在一定时间范围内（通常为几十秒），时间源信号均正常，则可将告警清除。

（5）时间源有效性综合评估

时间源有效性评估采用综合判决方式，通过对时间源输入时间的时间心跳、时间符合性、时间偏差、物理特性等进行综合判决，最终获得时间源有效性分量。

时间源有效性判定方法：时间源输入时间同时满足以下条件时，则判定该时间源有效，可以作为系统候选时间源。

a) 物理信号不告警；

b) 时间心跳正常；

c) 与系统时间同步；

d) 时间偏差在正常范围内；

e) 其他条件。

时间源无效判定方法：时间源输入时间满足以下条件之一时，则判定该时间源无效，不可以作为系统候选时间源。

a) 物理信号告警；

b) 时间心跳异常；

c) 与系统时间不同步；

d) 时间偏差超门限；

e) 其他条件。

步骤2：时间源参数转化和数据集构造。

常用的高精度时间源包括卫星时间源、地面有线时间源等，卫星时间源包括北斗、GPS等，地面有线时间源主要包括PTP、1PPS+ToD、DCLS。

本发明提出一种基于PTP的时间源参数转化和数据集构造方法，通过参数转化和映射，将北斗卫星、1PPS+ToD、DCLS等时间源归一化为虚拟PTP时间源，便于不同时间源之间的数据比对，这样就可以将不同类型时间源之间的选择转化为多个虚拟PTP时间源之间的选择，一方面可以简化选源算法、提高选源效率，另一方面可以提高选源的可靠性。

所述的数据集包含质量等级、时间精度、跳数、本地优先级等参数。以PTP时间源为例，质量等级反映时间源的上级源质量等级信息，质量等级（clockClass）参数由Announce数据包携带。时间精度反映时间源的时钟精度信息，时钟精度（clockAccuracy）参数由Announce数据包携带。跳数反映时间源经过的中间节点数量，跳数（stepsRemoved）参数由Announce数据包携带，一般情况下，跳数越多则对信号性能影响也越大。本地优先级反映时间源信号的预设优先级，本地优先级主要针对同类型时间源，当无法通过质量等级、时间精度、跳数等参数选择出最优时间源时，则可通过本地优先级确定当前最优时间源。

（1）质量等级参数转化

质量等级反映时间源的上级源质量等级信息，质量等级是选源的重要依据之一。质量等级参数转化，其主要目的是依据一定的转化规则，将卫星时间源、1PPS+ToD、DCLS等时间源的质量等级编码转化为PTP时间源质量等级编码，便于数据比对。

本发明提出了不同时间源质量等级编码之间的转换关系，质量等级编码符合相关标准规范，例如：PTP时间源质量等级编码符合IEEE 1588-2008规范、1PPS+ToD时间源质量等级编码符合YD/T 2375-2019规范。卫星时间源、1PPS+ToD、DCLS与PTP时间源之间的质量等级编码转化关系如下表1所示。

其中，卫星时间源具有最高质量等级，当卫星时间源正常时，卫星时间源质量等级编码设置为0x05，质量等级高于同级别PTP时间源；当卫星时间源告警时，卫星时间源质量等级编码设置为0xff，与PTP质量编码255相同。

（2）时间精度参数转化

时间精度反映时间源的时钟精度信息，时间精度也是选源的重要依据之一。时间源编码中携带的时间/时钟精度信息仅能反映时间源头的大致性能，时间信号在传输过程中，其实际性能可能会劣化，因此通过时间源编码无法实时、准确获得时间源信号的真实性能状态。

基于此，本发明提出采用本地测量方式获取时间源时间精度参数，通过实时计算各时间源输入信号与本地系统时间信号之间的时间偏差（相位偏差），然后经过滤波、消抖处理后，获得各时间源相对于系统时间的时间偏差信息，该时间偏差信息可以较准确地反映时间源的时间精度。

实时测量各时间源时间偏差，然后将时间偏差值转化为PTP时钟精度编码，时钟精度编码（clockAccuracy）参考PTP标准规范，时间精度编码转化关系如下表2所示。

（3）跳数参数转化

跳数反映时间源经过的中间节点的数量，主要针对PTP等地基有线时间源，跳数越多则说明时间源稳定性越弱，其时间信号的可靠性相对越低。实际应用中，当质量等级、时间精度相同时，跳数可以作为选源的重要参考之一。

对于PTP时间源，跳数可以通过Announce数据包获取。对于卫星时间源、1PPS+ToD、DCLS等时间源，由于时间编码中没有携带“跳数”信息，本发明提出采用人工配置方式获得跳数参数，规定时间源跳数不超过10跳。

根据多模时频同步设备的时间源信号传递线路长度、路由等信息，采用人工配置方式，设置时间源的跳数参数（PTP时间源除外），跳数编码（stepsRemoved）参考PTP标准规范，跳数编码转化关系如下表3所示。

（4）本地优先级

本地优先级反映时间源信号的预设优先级。当无法通过质量等级、时间精度、跳数等参数选择出最优时间源时，本发明提出采用本地优先级来确定当前最优时间源。

本地优先级主要解决同类型时间源的选源问题。实际应用中，可能会出现质量等级、时间精度、跳数等参数一致的情况，此时无法确定最优时间源，则可以根据本地优先级确定当前最优时间源。

根据多模时频同步设备时间源的类型、槽位、数量等信息，采用人工配置方式，设置时间源的本地优先级参数。一种本地优先级编码规则如下表4所示。

步骤3：时间源数据集循环比对。

时间源数据集循环比对的目的是选出当前最优时间源，本发明所述的多时间源数据集循环比对方法，通过循环比较有效时间源的质量等级、时间精度、跳数、本地优先级等参数，最终可得当前系统最优时间源。多时间源数据集循环比对流程，如图3所示。

首先比较时间源A和时间源B的质量等级。如果A<B，则判定时间源A优于时间源B；如果A>B，则判定时间源B优于时间源A；如果A=B，则比较时间精度。

其次比较时间源A和时间源B的时间精度。如果A<B，则判定时间源A优于时间源B；如果A>B，则判定时间源B优于时间源A；如果A=B，则比较跳数。

然后比较时间源A和时间源B的跳数。如果A<B，则判定时间源A优于时间源B；如果A>B，则判定时间源B优于时间源A；如果A=B，则比较本地优先级。

最后比较时间源A和时间源B的本地优先级。如果A<B，则判定时间源A优于时间源B；如果A>B，则判定时间源B优于时间源A。

依据上述方法，循环比较所有的有效时间源，最终可得当前最优时间源。

步骤4：候选最优时间源稳定性检测和评估。

所述的侯选最优时间源是指经步骤1至步骤3产生的最优时间源。为了保证时间源选择的可靠性和稳定性，本发明提出对候选最优时间源的稳定性进行检测和评估，只有评估为稳定的侯选最优时间源才能作为最终的系统基准时间源。

所述的候选最优时间源稳定性检测和评估方法：每秒实时检测当前候选最优时间源是否变化，如果在一定时间范围内（通常为几十秒）候选最优时间源均未变化，则判定侯选最优时间源稳定、可靠。否则，判定侯选最优时间源不稳定。

步骤5：当前时间源切换控制。

所述的当前时间源是指经步骤1至步骤4产生的系统基准时间源。

时间源的频繁切换会影响多模时频同步设备的授时准确性和连续性，进而可能会影响业务系统的稳定运行。基于此，本发明提出引入时间源切换时间门限参数，对当前时间源的切换进行控制，目的是避免时间源的频繁切换，提升多模时频同步设备授时输出稳定性。时间源切换时间门限不宜过长，也不宜过短，本发明提出时间源切换时间门限参数可根据需要灵活设置，最小周期为100s。

所述的当前时间源切换控制方法：每秒实时检测系统当前时间源与新产生的基准时间源是否一致，如果不一致，则启动时间源切换控制程序，同时开始时间源切换计时。时间源切换时间门限范围之内，不启动当前时间源的切换动作，超过时间源切换时间门限，则启动当前时间源的切换动作。

步骤6：重复执行步骤1至步骤5。

重复执行步骤1至步骤5，实时检测和评估时间源有效性，通过时间源参数转化和数据集构造、时间源数据集循环比对，选择系统当前最优时间源。

本发明提供的一种基于多时间源融合的综合选源方法，该方法将预设优先级选源方法和动态判决选源方法相结合，采用参数转化、数据集构造、数据集循环比对等方式，将卫星、1PPS+ToD、DCLS、PTP等不同类型时间源归一化为虚拟时间源，同时引入质量等级、时间精度、跳数、本地优先级、时间源切换时间门限等参数，结合时间源有效性检测和评估、时间源数据集循环比对、候选最优时间源稳定性检测和评估、时间源切换控制等机制，实现基于多时间源融合的高效自动选源功能。

Claims

1.一种基于多时间源融合的综合选源方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、对时间源有效性进行检测和评估；

S2、对时间源进行参数转化和数据集构造；

S3、对时间源数据集进行循环比对，得到候选最优时间源；

S5、通过系统基准时间源对当前时间源切换控制；

S6、重复执行S1至S5，选择出系统当前最优时间源；

所述步骤S1中有效性检测和评估包括时间心跳检测、时间符合性检测、时间偏差检测、物理信号检波以及时间源有效性综合评估方法；

所述时间心跳检测具体为：将时间源输入时间信息转化为统一的时间尺度，计算当前时间的总秒数与前一秒时间的总秒数差值，如果差值为1，则判定时间源输入时间心跳正常，否则，判定时间源输入时间心跳异常，并给出时间心跳异常报警，此时该时间源不能作为有效时间源；

时间源输入时间满足任意以下条件之一：物理信号告警、时间心跳异常、与系统时间不同步、时间偏差超门限时，则判定该时间源无效，不可以作为系统候选时间源；

所述步骤S2具体为：采用数据映射和参数转化方式，将北斗卫星、1PPS+ToD、DCLS时间源归一化为虚拟PTP时间源，通过构造虚拟PTP数据集，实现不同类型时间源之间的选择转化为多个虚拟PTP时间源之间的选择；

质量等级参数转化，从卫星、1PPS+ToD、DCLS时间源时间编码中获取质量等级；

时间精度参数转化，采用本地测量方式获取时间源时间精度参数，通过实时计算各时间源输入信号与本地系统时间信号之间的时间偏差，经过滤波、消抖处理后，获得各时间源相对于系统时间的时间偏差信息，然后将时间偏差值转化为PTP时钟精度编码；

跳数参数转化，根据多模时频同步设备的时间源信号传递线路长度、路由信息，采用人工配置方式，设置时间源的跳数参数；

本地优先级，根据多模时频同步设备时间源的类型、槽位、数量信息，采用人工配置方式，设置时间源的本地优先级参数；

所述步骤S3具体为：

按照上述步骤，循环比较所有的有效时间源，最终得出当前最优时间源；

所述步骤S4具体为：每秒实时检测当前候选最优时间源是否变化，如果在一定时间范围内，候选最优时间源均未变化，则判定候选最优时间源稳定可靠，否则，判定候选最优时间源不稳定。

2.根据权利要求1所述的基于多时间源融合的综合选源方法，其特征在于，所述步骤S5具体为：每秒实时检测系统当前时间源与新产生的基准时间源是否一致，如果不一致，则启动时间源切换控制程序，同时开始时间源切换计时，在时间源切换时间门限之内，不启动当前时间源的切换动作，超过时间源切换时间门限，则启动当前时间源的切换动作。

3.根据权利要求1所述的基于多时间源融合的综合选源方法，其特征在于，所述步骤S6具体为：重复执行步骤S1至步骤S5，实时检测和评估时间源有效性，通过时间源参数转化和数据集构造、时间源数据集循环对比，选择系统当前最优时间源。