CN115987477A - 一种多参考源时间同步方法及系统及模块及介质 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多参考源时间同步方法及系统及模块及介质，涉及计时技术领域，本发明依托微处理器、延迟测量芯片、锁相环芯片、晶振和卫星接收机模组，集成了三种信号输入源，基于网络报文、卫星数据以及本地测量电路确定输入信号源的有效性，避免了网络不稳定带来的参考源时钟漂移，实现了对多信号源有效性的检测，维持本地时钟在不同信号源为参考源下的平滑切换，获得了稳定且有效的时钟参考源，提高了时间同步的可靠性。

Description

一种多参考源时间同步方法及系统及模块及介质

技术领域

本发明涉及计时技术领域，具体地，涉及一种多参考源时间同步方法及系统及模块及介质。

背景技术

在各类分布式系统应用中，系统的各个节点的事件存在先后顺序，为了使分布式系统完成对同一事件的冗余检测，就要做好系统各个节点间的时间同步，为信息感知、同步休眠、位置服务、网络安全和调度、工业无线网络、分布式控制以及智能电网监测等任务提供支持。时间同步就是维护一个全局一致的参考时钟，使分布式系统中的消息、时间及各节点与时间相关的行为有一个全局一致的解释。现有技术在实现时间同步时，通常采用GPS信号、来自精密时间网络协议的时间信号或来自同步时间网络协议的频率信号中的一种作为时钟参考源驯服各个节点的本地时钟，但上述时钟参考源可能会受实际应用场景中网络质量、卫星位置等因素影响而产生误差。因此，如何获得稳定且有效的时钟参考源是时间同步过程中一个重要的问题。

发明内容

为了获得稳定且有效的时钟参考源，本发明提供了一种多参考源时间同步方法，所述多参考源时间同步方法集成三种时钟参考源输入，并循环判定所述参考源的有效性，使本地时钟的时钟参考源始终稳定有效，所述多参考源时间同步方法包括以下步骤：

步骤1：获得信号源，其中，所述信号源包括基于卫星的第一信号、基于同步网络时间协议的第二信号和基于精密网络时间协议的第三信号；

步骤2：判断所述第一信号的有效性，若所述第一信号有效，则将所述第一信号作为参考源进行时间同步，并返回继续获得所述信号源；

若所述第一信号无效，则判断所述第二信号的有效性，若所述第二信号有效，则将所述第二信号作为参考源进行时间同步，并返回执行步骤1；

若所述第二信号无效，则判断所述第三信号的有效性，若所述第三信号有效，则将所述第三信号作为参考源进行时间同步，并返回执行步骤1；

若所述第三信号无效，则进入时间保持状态，并返回执行步骤1。

其中，本方法原理为：获得包括基于卫星的第一信号、基于同步网络时间协议的第二信号和基于精密网络时间协议的第三信号的信号源后，依次判断所述信号源中各信号的有效性，选择有效信号作为参考源对本地时钟进行时间同步，并返回继续获得新的信号源，继续上述判断，根据判断结果选择有效的信号并相应的切换时间同步的参考源，使本地时钟的参考源始终稳定有效。

进一步的，卫星信号的有效性由可用卫星的数量以及可用卫星的质量确定，因此，为了准确判断由卫星信号接收机获得的卫星信号的有效性，判断所述第一信号的有效性的具体方法为：

获得所述第一信号对应的第一数据，所述第一数据包括卫星数量、卫星信噪比、卫星仰角和信号可信度；

根据所述第一数据判断所述第一信号的有效性。

进一步的，基于同步网络时间协议的第二信号为频率信号，且所述基于同步网络时间协议的第二信号来自于网络，受网络波动影响较大，因此在判断所述第二信号的有效性时需要测量所述第二信号与本地时钟的频率偏差，即所述第二信号对应的第一时钟抖动数据，再依据测量结果判断信号的有效性，避免由于网络报文读写带来的信号延迟和信号抖动影响，因此，判断所述第二信号的有效性的具体方法为：

根据所述第二信号和本地时钟测量所述第二信号对应的第一时钟抖动数据；

获得所述第二信号对应的第二数据，所述第二数据包括上级时钟等级和上级时钟可靠性；

根据所述第二数据和所述第一时钟抖动数据判断所述第二信号的有效性。

进一步的，为了准确的测量所述第二信号的频率，获得所述第一时钟抖动数据，并记录本地晶振与所述第二信号随时间的偏差变化率，便于后续将所述第二信号作为参考源进行时间同步，所述第一时钟抖动数据的具体测量方法为：

根据本地时钟获得第一周期脉冲，根据所述第二信号获得第二周期脉冲；

分别获得所述第一周期脉冲和所述第二周期脉冲的上升沿；

获得所述第一周期脉冲和所述第二周期脉冲的上升沿的相位偏差；

根据所述相位偏差进行计算获得所述第一时钟抖动数据。

进一步的，基于精密网络时间协议的第三信号为时间戳信号，且所述基于精密网络时间协议的第三信号来自于网络，受网络波动影响较大，因此在判断所述第三信号的有效性时同样需要测量所述第三信号与本地时钟的频率偏差，即所述第三信号对应的第二时钟抖动数据，再依据测量结果判断信号的有效性，避免由于网络报文读写带来的信号延迟和信号抖动影响，因此，判断所述第三信号有效的具体方法为：

根据所述第三信号和本地时钟测量所述第三信号对应的第二时钟抖动数据；

获得所述第三信号对应的第三数据，所述第三数据包括源钟类别和源钟等级；

根据所述第三数据和所述第二时钟抖动数据判断所述第三信号的有效性。

进一步的，由于所述基于精密网络时间协议的第三信号为时间戳信号，所述时间戳信号可以转换为脉冲信号，根据本地时钟测量上述脉冲信号即可获得所述第三信号与本地时钟的偏差，即所述第二时钟抖动数据，因此，所述第二时钟抖动数据测量的具体方法为：

对本地时钟进行倍频处理，获得第一时钟；

获得所述第三信号的相邻两个上升沿，并基于所述第一时钟计算所述相邻两个上升沿的时间间隔，获得第一计数值；

根据所述第一计数值进行计算获得所述第二时钟抖动数据。

进一步的，由于所述基于精密网络时间协议的第三信号为时间戳，处理器可以根据所述时间戳获得所述第三信号与本地信号的相位差，因此，所述第二时钟抖动数据测量的具体方法为：

获得所述第三信号对应的时间戳信息和本地时钟；

对所述时间戳信息进行处理，获得时钟信息；

计算所述本地时钟和所述时钟信息的相位偏差信息，获得所述第二时钟抖动数据。

为了实现上述目的，本发明提供了一种多参考源时间同步系统，所述多参考源时间同步系统包括：

信号接收单元，用于获得信号源，其中，所述信号源包括基于卫星的第一信号、基于同步时间网络的第二信号和基于精密时间网络的第三信号；

信号选择单元，用于判断所述信号源的有效性，获得参考源；

时间同步单元，用于根据所述参考源进行时间同步；

其中，所述信号选择单元获得参考源的步骤具体为：

判断所述第一信号的有效性，若所述第一信号有效，则将所述第一信号作为所述参考源；

若所述第一信号无效，则判断所述第二信号的有效性，若所述第二信号有效，则将所述第二信号作为所述参考源；

若所述第二信号无效，则判断所述第三信号的有效性，若所述第三信号有效，则将所述第三信号作为所述参考源；

若所述第三信号无效，则进入时间保持状态。

其中，本系统原理为：信号接收单元分别获得包括基于卫星的第一信号、基于同步网络时间协议的第二信号和基于精密网络时间协议的第三信号的信号源后，由信号选择单元依次判断所述信号源中各信号的有效性，获得参考源；时间同步单元根据所述信号选择单元确定的参考源对本地时钟进行时间同步，使本地时钟的参考源始终稳定有效。

为了实现上述目的，本发明提供了一种多参考源时间同步模块，包括晶振、控制芯片、锁相环芯片、信号接收机以及存储在所述控制芯片中并可在所述控制芯片上运行的程序，所述控制芯片用于执行所述程序，所述控制芯片执行所述程序时实现上述任意一个所述多参考源时间同步方法的步骤。

为了实现上述目的，本发明提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述任意一个所述多参考源时间同步方法的步骤。

本发明提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：本发明提供的一种多参考源时间同步方法集成了三种信号输入源，基于网络报文、卫星数据以及本地测量电路确定输入信号源的有效性，避免了网络不稳定带来的参考源时钟漂移，实现了对多信号源有效性的检测，维持本地时钟在不同信号源为参考源下的平滑切换，获得了稳定且有效的时钟参考源，提高了时间同步的可靠性。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本发明的一部分，并不构成对本发明实施例的限定；

图1是本发明中多参考源时间同步方法流程示意图；

图2是本发明中多参考源时间同步系统框架示意图；

图3是本发明中多参考源时间同步模块结构示意图。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是，在相互不冲突的情况下，本发明的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述范围内的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。

实施例一

请参考图1，本发明实施例一提供了一种多参考源时间同步方法，所述多参考源时间同步方法包括以下步骤：

步骤1：获得信号源，其中，所述信号源包括基于卫星的第一信号、基于同步网络时间协议的第二信号和基于精密网络时间协议的第三信号；

步骤2：判断所述第一信号的有效性，若所述第一信号有效，则将所述第一信号作为参考源进行时间同步，并返回继续获得所述信号源；

若所述第一信号无效，则判断所述第二信号的有效性，若所述第二信号有效，则将所述第二信号作为参考源进行时间同步，并返回执行步骤1；

若所述第二信号无效，则判断所述第三信号的有效性，若所述第三信号有效，则将所述第三信号作为参考源进行时间同步，并返回执行步骤1；

若所述第三信号无效，则进入时间保持状态，并返回执行步骤1。

其中，所述基于卫星的第一信号为秒脉冲信号和TOD信号(Time of Day，日期时间信号)；同步以太网技术是通过提取物理链路层的物理时钟信号来恢复上游时钟频率的一种技术，其优点是时钟恢复性能稳定，可靠性高，但需要物理硬件的支持，所述基于同步网络时间协议的第二信号为输出为25MHz或125MHz的SyncE(Synchronous Ethernet，同步以太网)频率信号；PTP(Precision Time Synchronization Protocol，精密网络时间协议)技术是一种包恢复时钟方法，通过网络报文获得时间信息，完成时钟频率与相位的恢复，但受网络波动影响较大，所述基于精密网络时间协议的第三信号为基于PTP报文的时间戳信号，由于所述第一信号的准确性优于所述第二信号和所述第三信号，且基于所述第二信号进行时间同步的效率高于基于所述第三信号进行时间同步的效率，所述步骤2中依次判断所述第一信号、所述第二信号和所述第三信号的有效性，获得参考源。

其中，所述时间同步即根据参考源对应的时间信息或频率信息对本地晶振产生的本地时钟进行补偿，从而驯服所述晶振产生的本地时钟，实现时间同步，具体补偿方式及补偿大小根据实际使用时参考源与本地时钟的关系确定，本实施例在此不做具体限定。

其中，所述时间保持状态即在没有参考源的前提下，保持原有对本地时钟的补偿值不变，从而保持本地时钟稳定，所述原有对本地时钟的补偿值根据实际需要确定，本实施例在此不做具体限定。

具体的，当所述步骤2获得有效的参考源或进入时间保持状态后，返回执行步骤1，继续获得信号源，并重新依次判断所述信号源中所述第一信号、所述第二信号和所述第三信号的有效性，并根据判断结果更新所述参考源，根据更新后的参考源对本地时钟进行时间同步。

其中，影响卫星信号的因素通常包括卫星信号强度和卫星信号传输质量，在卫星信号的接收过程中，能够进行信息传输的卫星数量越多、卫星信号的信噪比越大，获得的卫星信号强度就越好；对于能够进行信息传输的卫星，信号接收机与卫星间的仰角越大、卫星信号可信度越大，卫星信号传输质量就越好，因此，在本实施例中，判断所述第一信号的有效性的具体方法为：

获得所述第一信号对应的第一数据，所述第一数据包括卫星数量、卫星信噪比、卫星仰角和信号可信度；

根据所述第一数据判断所述第一信号的有效性。

其中，为了获得可靠的卫星信号，本实施例优选所述卫星仰角大于15度，所述卫星信噪比大于30dB，所述卫星数量大于4个；所述信号可信度根据卫星对应的精度因子确定，所述精度因子包括水平位置精度因子和高程精度因子，本实施例优选所述水平位置精度因子小于2，所述高程精度因子小于3，所述卫星数量、卫星信噪比、卫星仰角和信号可信度的具体标准还可以根据实际使用时系统对于时间精度的具体要求进行调整，当所述第一数据中卫星数量、卫星信噪比、卫星仰角和信号可信度均满足要求时认为所述第一信号有效。

其中，在本实施例中，判断所述第二信号的有效性的具体方法为：

根据所述第二信号和本地时钟测量所述第二信号对应的第一时钟抖动数据；

获得所述第二信号对应的第二数据，所述第二数据包括上级时钟等级和上级时钟可靠性；

根据所述第二数据和所述第一时钟抖动数据判断所述第二信号的有效性。

其中，由于所述第二信号为基于同步网络时间协议的SyncE频率信号，所述上级时钟等级和所述上级时钟可靠性根据上级网络播发的信号获得，具体标准根据实际需要确定，本实施例在此不做具体限定；所述第一时钟抖动数据即本地时钟和所述第二信号的偏差，由于本地时钟在一秒内相位偏差不会超过1ns，因此当第二信号不稳定时，本地时钟和所述第二信号的偏差也不稳定，因此可以根据一段时间内所述第一时钟抖动数据的变化情况判断所述第二信号是否有效，优选在连续30秒的时间内对所述第一时钟抖动数据进行监控，若所述第一时钟抖动数据大于50ns且方差大于30时则认为该时间段获得的所述第二信号无效，不能作为参考源；当所述第二数据和所述第一时钟抖动数据均满足标准时，认为所述第二信号有效。

其中，在本实施例中，所述第一时钟抖动数据的具体测量方法为：

根据本地时钟获得第一周期脉冲，根据所述第二信号获得第二周期脉冲；

其中，为了便于对比所述第一周期脉冲和所述第二周期脉冲，所述第一周期脉冲的频率和所述第二周期脉冲的频率相同，具体频率根据实际需要确定，本实施例在此不做具体限定。

分别获得所述第一周期脉冲和所述第二周期脉冲的上升沿；

获得所述第一周期脉冲和所述第二周期脉冲的上升沿的相位偏差；

具体的，一段时间内所述第一周期脉冲和所述第二周期脉冲的相位偏差为：

其中，Δφ表示时长为t的时间段内所述第一周期脉冲和所述第二周期脉冲的相位偏差值，

表示在时间为t的时间段内第一周期脉冲频率f_a的积分，

时间为t的时间段内第二周期脉冲频率f_b的积分。

根据所述相位偏差进行计算获得所述第一时钟抖动数据。

具体的，当所述第二信号有效时，将所述第二信号作为参考源对本地时钟进行时间同步即对本地时钟进行补偿，使上述步骤测得的所述相位偏差值Δφ趋近于0，可以理解的是，本方法通过使所述第一周期脉冲和所述第二周期脉冲达到频率同步实现对本地时钟的驯服，不需要对时钟的相位进行处理，能够更快的完成时间同步过程。

其中，在本实施例中，判断所述第三信号有效的具体方法为：

根据所述第三信号和本地时钟测量所述第三信号对应的第二时钟抖动数据；

获得所述第三信号对应的第三数据，所述第三数据包括源钟类别和源钟等级；

根据所述第三数据和所述第二时钟抖动数据判断所述第三信号的有效性。

其中，由于所述第三信号为基于精密网络时间协议的时间戳信号，所述源钟类别和所述源钟等级根据所述精密网络时间协议规定，本实施例在此不做具体限定；所述第二时钟抖动数据即本地时钟和所述第三信号的偏差，由于本地时钟在一秒内相位偏差不会超过1ns，因此当第三信号不稳定时，本地时钟和所述第三信号的偏差也不稳定，可以根据所述第二时钟抖动数据在一段时间内的变化情况判断所述第三信号是否有效，优选在连续30秒的时间内对所述第二时钟抖动数据进行监控，若所述第二时钟抖动数据大于50ns且方差大于30则认为该时间段内网络不稳定，此时，由网络报文获得的所述第三信号不能作为参考源；当所述第三数据和所述第二时钟抖动数据均满足标准时，认为所述第三信号有效。

其中，在本实施例中，所述第二时钟抖动数据测量通过以下方法实现：

获得所述第三信号对应的时间戳信息和本地时钟；

对所述时间戳信息进行处理，获得时钟信息；

计算所述本地时钟和所述时钟信息的相位偏差信息，获得所述第二时钟抖动数据。

其中，所述时间戳信息为格林威治时间自1970年1月1日至当前时间的总秒数，通过计算可以转换为时钟信息，计算过程根据实际需要确定，本实施例在此不做具体限定。

其中，在本实施例中，所述第二时钟抖动数据测量还可以通过以下方法实现：

对本地时钟进行倍频处理，获得第一时钟；

获得所述第三信号的相邻两个上升沿，并基于所述第一时钟计算所述相邻两个上升沿的时间间隔，获得第一计数值；

根据所述第一计数值进行计算获得所述第二时钟抖动数据。

其中，获得所述第三信号的相邻两个上升沿后，由于所述第三信号是已知的，且本地时钟在一秒内相位偏差不会超过1ns，因此可以根据本地时钟测量所述第三信号对应的第二时钟抖动数据。

其中，对所述本地时钟进行倍频处理的具体倍数根据实际需要确定，本实施例在此不做具体限定。

具体的，将所述本地时钟进行倍频处理，获得第一时钟，获得所述第三信号的上升沿后，基于所述第一时钟对所述第三信号进行计数，直至获得所述第三信号的相邻上升沿，最后根据计数结果和所述第一时钟进行计算，获得第三信号的测量频率，所述第二时间抖动数据即为所述测量频率和所述第三信号的差值。

实施例二

请参考图2，本发明实施例一提供了一种多参考源时间同步系统，所述多参考源时间同步系统包括：

信号接收单元，用于获得信号源，其中，所述信号源包括基于卫星的第一信号、基于同步时间网络的第二信号和基于精密时间网络的第三信号；

信号选择单元，用于判断所述信号源的有效性，获得参考源；

时间同步单元，用于根据所述参考源进行时间同步；

其中，所述信号选择单元获得参考源的步骤具体为：

判断所述第一信号的有效性，若所述第一信号有效，则将所述第一信号作为所述参考源；

若所述第一信号无效，则判断所述第二信号的有效性，若所述第二信号有效，则将所述第二信号作为所述参考源；

若所述第二信号无效，则判断所述第三信号的有效性，若所述第三信号有效，则将所述第三信号作为所述参考源；

若所述第三信号无效，则进入时间保持状态。

其中，所述基于卫星的第一信号为秒脉冲信号和TOD信号(Time of Day，日期时间信号)；所述基于同步网络时间协议的第二信号为输出为25MHz或125MHz的SyncE(Synchronous Ethernet，同步以太网)频率信号；所述基于精密网络时间协议的第三信号为时间戳，由于所述第一信号的准确性优于所述第二信号和所述第三信号，且基于所述第二信号进行时间同步的效率高于基于所述第三信号进行时间同步的效率，因此所述信号选择单元依次判断所述第一信号、所述第二信号和所述第三信号的有效性，获得参考源。

实施例三

请参考图1-3，本发明实施例三供了一种多参考源时间同步模块，包括晶振、控制芯片、锁相环芯片、信号接收机、延迟测量芯片以及存储在所述控制芯片中并可在所述控制芯片上运行的程序，所述控制芯片用于执行所述程序，所述控制芯片执行所述程序时实现如实施例一中所述多参考源时间同步方法的步骤。

其中，所述晶振可以为温度补偿晶体振荡器、压控晶体振荡器或恒温晶体振荡器，为了降低周围温度变化对晶体振荡器输出频率的影响，获得稳定的本地时钟，本实施例优选所述晶振为恒温晶体振荡器。

其中，所述控制芯片可以为FPGA或单片机等可编程逻辑器件，所述控制芯片的种类根据实际需要确定，本实施例在此不做具体限定。

其中，所述信号接机用于接收卫星信号，所述信号接收机可以为多通道接收机、序贯通道接收机或多路多用通道接收机，所述信号接收机的种类根据实际需要确定，本实施例在此不做具体限定。

具体的，请参考图3，GPS/BDS接收机模组获得基于卫星的第一信号并发送至控制芯片，锁相环芯片获得基于同步网络时间协议的第二信号并发送至控制芯片，控制芯片获得基于精密网络时间协议的第三信号以及晶振产生的本地时钟；控制芯片通过延迟测量芯片测量信号源与本地时钟的偏差后，依次判断第一信号、第二信号以及第三信号的有效性，确定参考源，并根据参考源对本地时钟进行补偿，完成时间同步，最终获得本地1PPS输出和本地TOD输出；同时，锁相环芯片对驯服后的本地时钟进行分频或倍频处理，根据需要获得对应的时钟输出。

实施例四

本发明实施例四提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现所述多参考源时间同步方法的步骤。

其中，所述处理器可以是中央处理器(CPU，Central Processing Unit)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(digital signal processor)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit)、现成可编程门阵列(Field programmablegate array)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器也可以是任何常规的处理器。

所述存储器可用于存储所述计算机程序和/或模块，所述处理器通过运行或执行存储在所述存储器内的数据，实现发明中多参考源时间同步模块的各种功能。所述存储器可主要包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序(比如声音播放功能、图像播放功能等)等。此外，存储器可以包括高速随机存取存储器、还可以包括非易失性存储器，例如硬盘、内存、插接式硬盘，智能存储卡，安全数字卡，闪存卡、至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他易失性固态存储器件。

所述多参考源时间同步模块如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明实现上述实施例方法中的全部或部分流程，也可以通过计算机程序存储于一个计算机可读存介质中，该计算机程序在被处理器执行时，可实现上述各个方法实施例的步骤。其中，所述计算机程序包括计算机程序代码、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。所述计算机可读取介质可以包括：能够携带所述计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、U盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器、随机存储器、点载波信号、电信信号以及软件分发介质等。需要说明的是，所述计算机可读介质包含的内容可以根据司法管辖区内立法和专利实践的要求进行适当的增减。

本发明已对基本概念做了描述，显然，对于本领域技术人员来说，上述详细披露仅仅作为示例，而并不构成对本说明书的限定。虽然此处并没有明确说明，本领域技术人员可能会对本说明书进行各种修改、改进和修正。该类修改、改进和修正在本说明书中被建议，所以该类修改、改进、修正仍属于本说明书示范实施例的精神和范围。

同时，本说明书使用了特定词语来描述本说明书的实施例。如“一个实施例”、“一实施例”、和/或“一些实施例”意指与本说明书至少一个实施例相关的某一特征、结构或特点。因此，应强调并注意的是，本说明书中在不同位置两次或多次提及的“一实施例”或“一个实施例”或“一个替代性实施例”并不一定是指同一实施例。此外，本说明书的一个或多个实施例中的某些特征、结构或特点可以进行适当的组合。

此外，本领域技术人员可以理解，本说明书的各方面可以通过若干具有可专利性的种类或情况进行说明和描述，包括任何新的和有用的工序、机器、产品或物质的组合，或对他们的任何新的和有用的改进。相应地，本说明书的各个方面可以完全由硬件执行、可以完全由软件(包括固件、常驻软件、微码等)执行、也可以由硬件和软件组合执行。以上硬件或软件均可被称为“数据块”、“模块”、“引擎”、“单元”、“组件”或“系统”。此外，本说明书的各方面可能表现为位于一个或多个计算机可读介质中的计算机产品，该产品包括计算机可读程序编码。

计算机存储介质可能包含一个内含有计算机程序编码的传播数据信号，例如在基带上或作为载波的一部分。该传播信号可能有多种表现形式，包括电磁形式、光形式等，或合适的组合形式。计算机存储介质可以是除计算机可读存储介质之外的任何计算机可读介质，该介质可以通过连接至一个指令执行系统、装置或设备以实现通讯、传播或传输供使用的程序。位于计算机存储介质上的程序编码可以通过任何合适的介质进行传播，包括无线电、电缆、光纤电缆、RF、或类似介质，或任何上述介质的组合。

本说明书各部分操作所需的计算机程序编码可以用任意一种或多种程序语言编写，包括面向对象编程语言如Java、Scala、Smalltalk、Eiffel、JADE、Emerald、C++、C#、VB.NET、Python等，常规程序化编程语言如C语言、Visual Basic、Fortran 2003、Perl、COBOL 2002、PHP、ABAP，动态编程语言如Python、Ruby和Groovy，或其他编程语言等。该程序编码可以完全在用户计算机上运行、或作为独立的软件包在用户计算机上运行、或部分在用户计算机上运行部分在远程计算机运行、或完全在远程计算机或服务器上运行。在后种情况下，远程计算机可以通过任何网络形式与用户计算机连接，比如局域网(LAN)或广域网(WAN)，或连接至外部计算机(例如通过因特网)，或在云计算环境中，或作为服务使用如软件即服务(SaaS)。

此外，除非权利要求中明确说明，本说明书所述处理元素和序列的顺序、数字字母的使用、或其他名称的使用，并非用于限定本说明书流程和方法的顺序。尽管上述披露中通过各种示例讨论了一些目前认为有用的发明实施例，但应当理解的是，该类细节仅起到说明的目的，附加的权利要求并不仅限于披露的实施例，相反，权利要求旨在覆盖所有符合本说明书实施例实质和范围的修正和等价组合。例如，虽然以上所描述的系统组件可以通过硬件设备实现，但是也可以只通过软件的解决方案得以实现，如在现有的服务器或移动设备上安装所描述的系统。

同理，应当注意的是，为了简化本说明书披露的表述，从而帮助对一个或多个发明实施例的理解，前文对本说明书实施例的描述中，有时会将多种特征归并至一个实施例、附图或对其的描述中。但是，这种披露方法并不意味着本说明书对象所需要的特征比权利要求中提及的特征多。实际上，实施例的特征要少于上述披露的单个实施例的全部特征。

针对本说明书引用的每个专利、专利申请、专利申请公开物和其他材料，如文章、书籍、说明书、出版物、文档等，特此将其全部内容并入本说明书作为参考。与本说明书内容不一致或产生冲突的申请历史文件除外，对本说明书权利要求最广范围有限制的文件(当前或之后附加于本说明书中的)也除外。需要说明的是，如果本说明书附属材料中的描述、定义、和/或术语的使用与本说明书所述内容有不一致或冲突的地方，以本说明书的描述、定义和/或术语的使用为准。

尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种多参考源时间同步方法，其特征在于，所述多参考源时间同步方法包括以下步骤：

步骤1：获得信号源，其中，所述信号源包括基于卫星的第一信号、基于同步网络时间协议的第二信号和基于精密网络时间协议的第三信号；

步骤2：判断所述第一信号的有效性，若所述第一信号有效，则将所述第一信号作为参考源进行时间同步，并返回继续获得所述信号源；

若所述第一信号无效，则判断所述第二信号的有效性，若所述第二信号有效，则将所述第二信号作为参考源进行时间同步，并返回执行步骤1；

若所述第二信号无效，则判断所述第三信号的有效性，若所述第三信号有效，则将所述第三信号作为参考源进行时间同步，并返回执行步骤1；

若所述第三信号无效，则进入时间保持状态，并返回执行步骤1。

2.根据权利要求1所述的一种多参考源时间同步方法，其特征在于，判断所述第一信号的有效性的具体方法为：

获得所述第一信号对应的第一数据，所述第一数据包括卫星数量、卫星信噪比、卫星仰角和信号可信度；

根据所述第一数据判断所述第一信号的有效性。

3.根据权利要求1所述的一种多参考源时间同步方法，其特征在于，判断所述第二信号的有效性的具体方法为：

根据所述第二信号和本地时钟测量所述第二信号对应的第一时钟抖动数据；

获得所述第二信号对应的第二数据，所述第二数据包括上级时钟等级和上级时钟可靠性；

根据所述第二数据和所述第一时钟抖动数据判断所述第二信号的有效性。

4.根据权利要求3所述的一种多参考源时间同步方法，其特征在于，所述第一时钟抖动数据的具体测量方法为：

根据本地时钟获得第一周期脉冲，根据所述第二信号获得第二周期脉冲；

分别获得所述第一周期脉冲和所述第二周期脉冲的上升沿；

获得所述第一周期脉冲和所述第二周期脉冲的上升沿的相位偏差；

根据所述相位偏差进行计算获得所述第一时钟抖动数据。

5.根据权利要求1所述的一种多参考源时间同步方法，其特征在于，判断所述第三信号有效的具体方法为：

根据所述第三信号和本地时钟测量所述第三信号对应的第二时钟抖动数据；

获得所述第三信号对应的第三数据，所述第三数据包括源钟类别和源钟等级；

根据所述第三数据和所述第二时钟抖动数据判断所述第三信号的有效性。

6.根据权利要求5所述的一种多参考源时间同步方法，其特征在于，所述第二时钟抖动数据测量的具体方法为：

对本地时钟进行倍频处理，获得第一时钟；

获得所述第三信号的相邻两个上升沿，并基于所述第一时钟计算所述相邻两个上升沿的时间间隔，获得第一计数值；

根据所述第一计数值进行计算获得所述第二时钟抖动数据。

7.根据权利要求5所述的的一种多参考源时间同步方法，其特征在于，所述第二时钟抖动数据测量的具体方法为：

获得所述第三信号对应的时间戳信息和本地时钟；

对所述时间戳信息进行处理，获得时钟信息；

计算所述本地时钟和所述时钟信息的相位偏差信息，获得所述第二时钟抖动数据。

8.一种多参考源时间同步系统，其特征在于，所述多参考源时间同步系统包括：

信号接收单元，用于获得信号源，其中，所述信号源包括基于卫星的第一信号、基于同步时间网络的第二信号和基于精密时间网络的第三信号；

信号选择单元，用于判断所述信号源的有效性，获得参考源；

时间同步单元，用于根据所述参考源进行时间同步；

其中，所述信号选择单元获得参考源的步骤具体为：

判断所述第一信号的有效性，若所述第一信号有效，则将所述第一信号作为所述参考源；

若所述第一信号无效，则判断所述第二信号的有效性，若所述第二信号有效，则将所述第二信号作为所述参考源；

若所述第二信号无效，则判断所述第三信号的有效性，若所述第三信号有效，则将所述第三信号作为所述参考源；

若所述第三信号无效，则进入时间保持状态。

9.一种多参考源时间同步模块，包括晶振、控制芯片、锁相环芯片、信号接收机、延迟测量芯片以及存储在所述控制芯片中并可在所述控制芯片上运行的程序，其特征在于，所述控制芯片用于执行所述程序，所述控制芯片执行所述程序时实现如权利要求1-7中任意一个所述多参考源时间同步方法的步骤。

10.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1-7中任意一个所述多参考源时间同步方法的步骤。

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