CN116112111A - 一种基于ttp总线的分布式精确时间获取方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种基于TTP总线的分布式精确时间获取方法,应用于无人飞行器嵌入式系统中,包括:将该嵌入式系统中带有容错机制的卫星接收机节点作为主时钟节点,将该嵌入式系统中的剩余节点作为备份主时钟节点;将所述主时钟节点和所述备份主时钟节点通过TTP总线进行通信连接;采用分布式时钟同步方法对各节点的本地时钟进行修正;采用分布式精确时间获取方法对各节点当前时刻本地UTC时间进行获取。本发明的方法在除卫星接收机节点外,其他节点在不增加高精度晶振的情况下,均可获得一个高精度的本地时钟,并通过基于卫星接收机的分布式精确时间获取方法,各节点获取当前时刻本地UTC时间。
Description
技术领域
本发明涉及无人飞行器中分布式嵌入式计算系统与设备专业领域,具体涉及一种基于TTP总线的分布式精确时间获取方法。
背景技术
未来无人飞行器向集群协同模式发展,各分布式平台中各型传感器信息的时空一致性,将直接关系到多传感器信息融合的精度,从而影响飞行器的控制精度及飞行器间各类协同任务的实现,因此,需要提供一种基于统一时间基准(譬如UTC)的分布式精确的时间获取方法。
目前,基于卫星接收机PPS和UTC时间技术,单节点可以获取s级的时间精度,不满足高精度时间需求。
现有技术(CN109617641B)通过PPS及本地晶振获取了UTC时间,并实现了单节点ns级数据的获取,该时间获取方法的精度取决于节点中晶振的精度,该方法如在多个分布式节点中使用,为了保证精度,需要每个节点中选用高精度的晶振,且需要对每个节点均引入PPS(Pulse Per Second秒脉冲)信号,这将增加系统成本和交联的复杂性。
在分布式实时系统原理与设计方法中(赫尔曼.科佩茨著,机械工业出版社)提到了通过时间网关控制其所连接集群中的定时系统的方法,在该方法中,时间网关节点作为独立的节点需要分别获取时间服务器(譬如GPS信号接收器)和组件集群中“秒”的确切开始时间,然后采用其本地时基(微节拍)计算两个时间的差值,然后将该差值或速率校正字周期性地发送到其他节点,从而实现时间调整。该方法可以快速实现集群中各节点与外部时间的秒级的同步,但存在以下问题:一是,由于该调整值初始值不确定,会造成各节点秒级以下时间的大幅跳动,导致时间不连续;二是,该方法依赖于时间网关的本地时基,如果时间网关本地时钟异常,则将导致整个网络时间异常。TTP总线提出了一种分布式的高精度时钟同步算法,在一条总线上即可以实现数据传输,又可以实现各节点的分布式时钟同步,但该算法采用了基于多主时钟节点的修正值平均的方法,无法向单一主时钟节点同步,因此为了保证精度,同样需要各节点增加高精度的晶振,且该分布式同步算法无法直接获得UTC时间。
发明内容
有鉴于此,本申请实施例提供一种基于TTP总线的分布式精确时间获取方法,解决现有技术存在的分布式条件下随着节点数量的增加导致系统成本和电缆数量增加,以及不能保证时间精度等问题,以达到提高无人飞行器中各节点传感器信息同步采集的一致性和保证高精度时间标识的目的。
本申请实施例提供以下技术方案:一种基于TTP总线的分布式精确时间获取方法,应用于无人飞行器嵌入式系统中,包括:
将该嵌入式系统中带有容错机制的卫星接收机节点作为主时钟节点,将该嵌入式系统中的剩余节点作为备份主时钟节点;
将所述主时钟节点和所述备份主时钟节点通过TTP总线进行通信连接;
采用分布式时钟同步方法对各节点的本地时钟进行修正;所述分布式时钟同步方法包括:所述主时钟节点根据秒脉冲对本地时钟进行容错式修正;所述备份主时钟节点根据主时钟节点TTP总线同步帧对本地时钟进行容错式同步修正;
采用分布式精确时间获取方法对各节点当前时刻本地UTC时间进行获取;所述分布式精确时间获取方法包括:先根据所述主时钟节点的秒脉冲计算得到秒脉冲对应的基准点UTC时间,将所述秒脉冲对应的基准点UTC时间通过所述TTP总线传输至所述备份主时钟节点,使所述主时钟节点和所述备份主时钟节点根据所述秒脉冲对应的基准点UTC时间和本地时间计算本节点的当前时刻本地UTC时间。
根据本申请一种实施例,所述本地时钟包括MT、mt;MT为粗粒度时钟,mt为细粒度时钟;
本地时间=(CURRENT_MT_CNT)×MT+(CURRENT_mt_CNT)×mt;
其中,CURRENT_MT_CNT为当前TTP总线上的粗粒度时钟MT的计数,CURRENT_mt_CNT为每个粗粒度时钟MT到来时,节点从0开始记录细粒度时钟mt出现的次数,CURRENT_mt_CNT≤(MT/mt)。
根据本申请一种实施例,所述主时钟节点的本地时钟进行修正的过程包括:
步骤1、在秒脉冲出现后,对相邻两次的秒脉冲采用本地细粒度时钟mt进行计数,得到Count_rel,将Count_rel记为Δr;
步骤2、由嵌入式计算机计算相邻两次秒脉冲的秒数,记为Second_cnt,Second_cnt≈(Count_rel×mt)/109,其中Second_cnt≥1;
步骤3、计算Second_cnt对应的理论细粒度时钟mt个数,得到Count_thy,将Count_thy记为Δt,其中,Count_thy=Second_cnt×mt_CNT_Theory_P_sceond;mt_CNT_Theory_P_sceond为每秒中mt的理论个数;
步骤4、计算当前待调整的mt偏差Δb=(Δr-Δt),计算每秒计划调整的mt偏差Δcc=(Δb)/Second_cnt;计算每秒计划调整的mt偏差的绝对值Δa=|Δcc|,其中,Δcc初始值为零;
步骤5、将Δa与预设的容忍阈值进行比较,若Δa低于容忍阈值,则认为所述主时钟节点秒脉冲工作正常,令Δc=Δcc,使用Δb对本地时钟MT进行修正;若Δa高于容忍阈值,认为所述主时钟节点秒脉冲工作异常,使用Δc×Second_cnt对本地时钟MT进行修正;其中,Δc初始值为零。
根据本申请一种实施例,还包括步骤6:当卫星失锁重捕时间≥100s时,采用以下方法对本地时间进行修正:当Count_rel≥Count_rel_Max,令Count_rel=0重新开始计时等待下一个秒脉冲,同时采用历史经验值进行修正,使用Δc×Second_cnt_Max对本地时钟MT进行修正;其中,Count_rel_Max为两次秒脉冲最大时间间隔mt计数,Second_cnt_Max为两次秒脉冲最大间隔秒数。
根据本申请一种实施例,所述备份主时钟节点根据主时钟节点TTP总线同步帧对本地时钟进行容错式同步修正的过程包括:
步骤1、利用所述主时钟节点同步帧得到的本地时钟MT的修正值,记为Δ1;
步骤2、利用所述备份主时钟节点同步帧得到相应的本地时钟MT的修正值集合,舍弃该修正值集合中的最大值与最小值,对剩余修正值取平均得到节点最终的时间修正值,记为Δ;
步骤3、计算Δ1与Δ的差的绝对值|Δ1-Δ|,并与预设的容忍阈值进行比较,若|Δ1-Δ|低于容忍阈值,则认为所述主时钟节点工作正常,则使用Δ1对所述备份主时钟节点的本地时钟MT进行修正;若|Δ1-Δ|高于容忍阈值,则认为卫星接收机节点工作异常,则参考所述备份主时钟节点进行时间同步,使用Δ对所述备份主时钟节点的本地时钟MT进行修正。
根据本申请一种实施例,所述分布式精确时间获取方法的过程具体包括:
步骤1、所述主时钟节点在接收到秒脉冲时,开始记录本地细粒度时钟mt 0的出现次数cnt,直到最近的MT 0出现时,停止计数,并记下当前MT 0次数n;
其中,秒脉冲相对MT 0的时间记为ΔT,
则:ΔT=cnt×mt0;公式(1);
步骤2、所述主时钟节点计算秒脉冲对应的基准点UTC时间,记为ND_UTC_TIME_ON_nMT;
则:ND_UTC_TIME_ON_nMT(y、m、d、h、m、s、ms、us、ns)=
PPS_UTC_ON_nMT(y、m、d、h、m、s)+
ΔT(ms、us、ns);公式(2)
其中,PPS_UTC_ON_nMT为秒脉冲对应的UTC时间;
步骤3、所述主时钟节点通过所述TTP总线将基准点UTC时间及n值广播给所述备份主时钟节点;
步骤4、各节点计算当前本地时间相对基准点的相对时间,记为ND_CRNT_TIME_PAST_nMT;
则:ND_CRNT_TIME_PAST_nMT(s、ms、us、ns)=
((CURRENT_MT_CNT)-n)×MT+(CURRENT_mt_CNT)×mt;公式(3);
步骤5、所述主时钟节点和所述备份主时钟节点分别计算当前时刻的本地UTC时间,记为ND_UTC_TIME;
则:ND_UTC_TIME(y、m、d、h、m、s、ms、us、ns)=
ND_UTC_TIME_ON_nMT(y、m、d、h、m、s、ms、us、ns)+
ND_CRNT_TIME_PAST_nMT(s、ms、us、ns);公式(4)
其中,y为年,m为月,d为日,h为小时,m为分钟,s为秒、ms为毫秒、us为微秒、ns为纳秒。
根据本申请一种实施例,所述主时钟节点和备份主时钟节点在TTP总线网络保持同步条件下,仅需获取1次有效的秒脉冲对应的基准点UTC时间及n值,分别标记为ND_UTC_TIME_ON_nMT 0和n0,采用该ND_UTC_TIME_ON_nMT 0和n0带入公式(3)、公式(4)计算当前时刻的本地UTC时间。
与现有技术相比,本发明提供了一种基于TTP总线的分布式精确的时间获取方法,可用于新型作战模式下无人飞行器中各节点传感器信息的同步采集和高精度时间标识,有助于提升飞行器的控制精度及飞行器间各类协同任务的实现。其技术效果至少包括:
1、通过本发明提出的带有容错机制的以卫星接收机(GPS/北斗)为主时钟源的分布式时钟同步方法,可以实现飞行器内各设备与卫星接收机的时钟同步,省去了其他节点中的高精度晶振,降低了系统成本;同时该方法可以对卫星失锁重捕时间≤99s计时误差无损耗自动修正,同时对秒脉冲失锁重捕超长≥100s进行历史经验值修正。
2、通过本发明提出的基于卫星接收机的分布式精确时间获取方法,飞行器内各节点能够计算获得本地UTC时间,省去了节点间同步脉冲线缆,获得了与卫星接收机一致的UTC时间;
3、各节点的时间精度主要由卫星接收机节点中的PPS精度(通常小于1μs)和卫星接收机节点中的晶振的精度决定,简化了系统其他节点设计。本发明的方法适用于集群协同的无人飞行器中分布式嵌入式计算系统高精度时间获取应用场景。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案,下面将对实施例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申请的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,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它的附图。
图1为本发明实施例的一种基于TTP总线的分布式精确时间获取方法分布式校时工作原理图;
图2为本发明实施例的一种基于TTP总线的分布式精确时间获取方法节点本地时间生成原理图;
图3为本发明实施例的一种基于TTP总线的分布式精确时间获取方法时间修正值计算原理图;
图4为本发明实施例的TTP总线各节点本地时钟修正流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本申请实施例进行详细描述。
需要说明的是,在不冲突的情况下,本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明,对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
如图1-图4所示,本发明实施例提供了一种基于TTP总线的分布式精确时间获取方法。
在飞行器嵌入式系统中,用TTP总线连接各种功能模块实现模块间信息互通,包括导引头、引信、北斗导航模块等,各模块相当于总线上挂接的节点。正常工作时,卫星接收机节点作为主时间节点,其他节点作为备份主时间节点。
本发明实施例中,各节点采用TTP总线型网络进行通信;采用带有容错机制的以卫星接收机(GPS/北斗)为主时钟源的分布式时钟同步方法完成各节点的本地时钟修正;采用基于卫星接收机的分布式精确时间获取方法完成各节点当前时刻本地UTC时间(year、month、day、hour、minute、s、ms、us、ns)的获取。
其中,本地时钟由MT、mt构成,MT为粗粒度时钟,mt为细粒度时钟;
本地时间=(CURRENT_MT_CNT)×MT+CURRENT_mt_CNT×mt;
其中,CURRENT_MT_CNT为当前TTP总线上的粗粒度时钟MT的计数,CURRENT_mt_CNT为每个粗粒度时钟MT到来时,节点从0开始记录细粒度时钟mt出现的次数,CURRENT_mt_CNT≤(MT/mt)。
上述的带有容错机制的以卫星接收机(GPS/北斗)为主时钟源的分布式时钟同步方法,卫星接收机节点中的晶振精度最高,卫星接收机为TTP总线网络中主时钟节点,其他节点为备份主时钟节点;
其中,卫星接收机,即所述主时钟节点通过以下方法对本地时钟MT进行修正,以获取高精度时钟:
步骤1、在秒脉冲(PPS)出现后,对相邻两次的秒脉冲采用本地细粒度时钟mt进行计数,得到Count_rel,将Count_rel记为Δr;
步骤2、由嵌入式计算机计算相邻两次秒脉冲的秒数,记为Second_cnt,Second_cnt≈(Count_rel×mt)/109,其中Second_cnt≥1;
步骤3、计算Second_cnt对应的理论细粒度时钟mt个数,得到Count_thy,将Count_thy记为Δt,其中,Count_thy=Second_cnt×mt_CNT_Theory_P_sceond;mt_CNT_Theory_P_sceond为每秒中mt的理论个数;
步骤4、计算当前待调整的mt偏差Δb=(Δr-Δt),计算每秒计划调整的mt偏差Δcc=(Δb)/Second_cnt;计算每秒计划调整的mt偏差的绝对值Δa=|Δcc|,其中,Δcc初始值为零;
步骤5、将Δa与预设的容忍阈值进行比较,若Δa低于容忍阈值,则认为所述主时钟节点秒脉冲工作正常,令Δc=Δcc,使用Δb对本地时钟MT进行修正;若Δa高于容忍阈值,认为所述主时钟节点秒脉冲工作异常,使用Δc×Second_cnt对本地时钟MT进行修正;其中,Δc初始值为零。
本实施例中设置容忍阈值,将每秒计划调整的mt偏差的绝对值Δa与容忍阈值进行比较,以对本地时钟MT进行修正,可防止秒脉冲异常抖动,保证修正的高精度。
在一个实施例中,还包括步骤6:当卫星失锁重捕时间≥100s时,采用以下方法对本地时间进行修正:当Count_rel≥Count_rel_Max,令Count_rel=0重新开始计时等待下一个秒脉冲,同时采用历史经验值进行修正,使用Δc×Second_cnt_Max对本地时钟MT进行修正;其中,Count_rel_Max为两次秒脉冲最大时间间隔mt计数(失锁重捕),Second_cnt_Max为两次秒脉冲最大间隔秒数。该方法可以对卫星失锁重捕时间≤99s计时误差无损耗自动修正,同时对秒脉冲失锁重捕超长>100s进行历史经验值修正。
其他备份主时钟节点采用以下方法进行本地时钟MT的修正:
步骤1、利用所述主时钟节点同步帧得到的本地时钟MT的修正值,记为Δ1;
步骤2、利用所述备份主时钟节点同步帧得到相应的本地时钟MT的修正值集合,舍弃该修正值集合中的最大值与最小值,对剩余修正值取平均得到节点最终的时间修正值,记为Δ;
步骤3、计算Δ1与Δ的差的绝对值|Δ1-Δ|,并与预设的容忍阈值进行比较,若|Δ1-Δ|低于容忍阈值,则认为所述主时钟节点工作正常,则使用Δ1对所述备份主时钟节点的本地时钟MT进行修正;若|Δ1-Δ|高于容忍阈值,则认为卫星接收机节点工作异常,则参考所述备份主时钟节点进行时间同步,使用Δ对所述备份主时钟节点的本地时钟MT进行修正。
上述的基于卫星接收机的分布式精确时间获取方法,基于卫星接收机的PPS和UTC时间,以及TTP总线的时间触发总线时钟同步技术,采用以下方法实现了各节点的本地UTC时间获取:
步骤1、所述主时钟节点在接收到秒脉冲时,开始记录本地细粒度时钟mt 0的出现次数cnt,直到最近的MT 0出现时,停止计数,并记下当前MT 0次数n;
其中,秒脉冲相对MT 0的时间记为ΔT,
则:ΔT=cnt×mt0;公式(1);
步骤2、所述主时钟节点计算秒脉冲对应的基准点UTC时间,记为ND_UTC_TIME_ON_nMT;
则:ND_UTC_TIME_ON_nMT(y、m、d、h、m、s、ms、us、ns)=
PPS_UTC_ON_nMT(y、m、d、h、m、s)+
ΔT(ms、us、ns);公式(2)
其中,PPS_UTC_ON_nMT为秒脉冲对应的UTC时间;
步骤3、所述主时钟节点通过所述TTP总线将基准点UTC时间及n值广播给所述备份主时钟节点;
步骤4、各节点计算当前本地时间相对基准点的相对时间,记为ND_CRNT_TIME_PAST_nMT;
则:ND_CRNT_TIME_PAST_nMT(s、ms、us、ns)=
((CURRENT_MT_CNT)-n)×MT+(CURRENT_mt_CNT)×mt;公式(3)
其中,cnt×mt≤MT;
步骤5、所述主时钟节点和所述备份主时钟节点分别计算当前时刻的本地UTC时间,记为ND_UTC_TIME;
则:ND_UTC_TIME(y、m、d、h、m、s、ms、us、ns)=
ND_UTC_TIME_ON_nMT(y、m、d、h、m、s、ms、us、ns)+
ND_CRNT_TIME_PAST_nMT(s、ms、us、ns);公式(4)
其中,y为年,m为月,d为日,h为小时,m为分钟,s为秒、ms为毫秒、us为微秒、ns为纳秒。
在一种实施例中,为了保证各节点UTC时间的连续性,所述主时钟节点和备份主时钟节点在TTP总线网络保持同步条件下,仅需获取1次有效的秒脉冲对应的基准点UTC时间及n值,分别标记为ND_UTC_TIME_ON_nMT 0和n0,采用该ND_UTC_TIME_ON_nMT 0和n0带入公式(3)、公式(4)计算当前时刻的本地UTC时间。
本发明的一种基于TTP总线的分布式精确时间获取方法,该方法基于TTP总线型网络,通过带有容错机制的以卫星接收机(GPS/北斗)为主时钟源的分布式时钟同步方法实现系统内各节点的本地时钟修正,除卫星接收机节点外,其他节点在不增加高精度晶振的情况下,均可获得一个高精度的本地时钟,并通过基于卫星接收机的分布式精确时间获取方法,各节点获取当前时刻本地UTC时间(ns级)。
以上所述,仅为本申请的具体实施方式,但本申请的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内,可轻易想到的变化或替换,都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此,本申请的保护范围应以权利要求的保护范围为准。
Claims (7)
1.一种基于TTP总线的分布式精确时间获取方法,应用于无人飞行器嵌入式系统中,其特征在于,包括:
将该嵌入式系统中带有容错机制的卫星接收机节点作为主时钟节点,将该嵌入式系统中的剩余节点作为备份主时钟节点;
将所述主时钟节点和所述备份主时钟节点通过TTP总线进行通信连接;
采用分布式时钟同步方法对各节点的本地时钟进行修正;所述分布式时钟同步方法包括:所述主时钟节点根据秒脉冲对本地时钟进行容错式修正;所述备份主时钟节点根据主时钟节点TTP总线同步帧对本地时钟进行容错式同步修正;
采用分布式精确时间获取方法对各节点当前时刻本地UTC时间进行获取;所述分布式精确时间获取方法包括:先根据所述主时钟节点的秒脉冲计算得到秒脉冲对应的基准点UTC时间,将所述秒脉冲对应的基准点UTC时间通过所述TTP总线传输至所述备份主时钟节点,使所述主时钟节点和所述备份主时钟节点根据所述秒脉冲对应的基准点UTC时间和本地时间计算本节点的当前时刻本地UTC时间。
2.根据权利要求1所述的基于TTP总线的分布式精确时间获取方法,其特征在于,所述本地时钟包括MT、mt;MT为粗粒度时钟,mt为细粒度时钟;
本地时间=(CURRENT_MT_CNT)×MT+(CURRENT_mt_CNT)×mt;
其中,CURRENT_MT_CNT为当前TTP总线上的粗粒度时钟MT的计数,CURRENT_mt_CNT为每个粗粒度时钟MT到来时,节点从0开始记录细粒度时钟mt出现的次数,CURRENT_mt_CNT≤(MT/mt)。
3.根据权利要求2所述的基于TTP总线的分布式精确时间获取方法,其特征在于,所述主时钟节点的本地时钟进行修正的过程包括:
步骤1、在秒脉冲出现后,对相邻两次的秒脉冲采用本地细粒度时钟mt进行计数,得到Count_rel,将Count_rel记为Δr;
步骤2、由嵌入式计算机计算相邻两次秒脉冲的秒数,记为Second_cnt,Second_cnt≈(Count_rel×mt)/109,其中Second_cnt≥1;
步骤3、计算Second_cnt对应的理论细粒度时钟mt个数,得到Count_thy,将Count_thy记为Δt,其中,Count_thy=Second_cnt×mt_CNT_Theory_P_sceond;mt_CNT_Theory_P_sceond为每秒中mt的理论个数;
步骤4、计算当前待调整的mt偏差Δb=(Δr-Δt),计算每秒计划调整的mt偏差Δcc=(Δb)/Second_cnt;计算每秒计划调整的mt偏差的绝对值Δa=|Δcc|,其中,Δcc初始值为零;
步骤5、将Δa与预设的容忍阈值进行比较,若Δa低于容忍阈值,则认为所述主时钟节点秒脉冲工作正常,令Δc=Δcc,使用Δb对本地时钟MT进行修正;若Δa高于容忍阈值,认为所述主时钟节点秒脉冲工作异常,使用Δc×Second_cnt对本地时钟MT进行修正;其中,Δc初始值为零。
4.根据权利要求3所述的基于TTP总线的分布式精确时间获取方法,其特征在于,还包括步骤6:当卫星失锁重捕时间≥100s时,采用以下方法对本地时间进行修正:当Count_rel≥Count_rel_Max,令Count_rel=0重新开始计时等待下一个秒脉冲,同时采用历史经验值进行修正,使用Δc×Second_cnt_Max对本地时钟MT进行修正;其中,Count_rel_Max为两次秒脉冲最大时间间隔mt计数,Second_cnt_Max为两次秒脉冲最大间隔秒数。
5.根据权利要求3所述的基于TTP总线的分布式精确时间获取方法,其特征在于,所述备份主时钟节点根据主时钟节点TTP总线同步帧对本地时钟进行容错式同步修正的过程包括:
步骤1、利用所述主时钟节点同步帧得到的本地时钟MT的修正值,记为Δ1;
步骤2、利用所述备份主时钟节点同步帧得到相应的本地时钟MT的修正值集合,舍弃该修正值集合中的最大值与最小值,对剩余修正值取平均得到节点最终的时间修正值,记为Δ;
步骤3、计算Δ1与Δ的差的绝对值|Δ1-Δ|,并与预设的容忍阈值进行比较,若|Δ1-Δ|低于容忍阈值,则认为所述主时钟节点工作正常,则使用Δ1对所述备份主时钟节点的本地时钟MT进行修正;若|Δ1-Δ|高于容忍阈值,则认为卫星接收机节点工作异常,则参考所述备份主时钟节点进行时间同步,使用Δ对所述备份主时钟节点的本地时钟MT进行修正。
6.根据权利要求2所述的基于TTP总线的分布式精确时间获取方法,其特征在于,所述分布式精确时间获取方法的过程具体包括:
步骤1、所述主时钟节点在接收到秒脉冲时,开始记录本地细粒度时钟mt 0的出现次数cnt,直到最近的MT 0出现时,停止计数,并记下当前MT 0次数n;
其中,秒脉冲相对MT 0的时间记为ΔT,
则:ΔT=cnt×mt0;公式(1);
步骤2、所述主时钟节点计算秒脉冲对应的基准点UTC时间,记为ND_UTC_TIME_ON_nMT;
则:ND_UTC_TIME_ON_nMT(y、m、d、h、m、s、ms、us、ns)=
PPS_UTC_ON_nMT(y、m、d、h、m、s)+
ΔT(ms、us、ns);公式(2)
其中,PPS_UTC_ON_nMT为秒脉冲对应的UTC时间;
步骤3、所述主时钟节点通过所述TTP总线将基准点UTC时间及n值广播给所述备份主时钟节点;
步骤4、各节点计算当前本地时间相对基准点的相对时间,记为ND_CRNT_TIME_PAST_nMT;
则:ND_CRNT_TIME_PAST_nMT(s、ms、us、ns)=
((CURRENT_MT_CNT)-n)×MT+(CURRENT_mt_CNT)×mt;公式(3);
步骤5、所述主时钟节点和所述备份主时钟节点分别计算当前时刻的本地UTC时间,记为ND_UTC_TIME;
则:ND_UTC_TIME(y、m、d、h、m、s、ms、us、ns)=
ND_UTC_TIME_ON_nMT(y、m、d、h、m、s、ms、us、ns)+
ND_CRNT_TIME_PAST_nMT(s、ms、us、ns);公式(4)
其中,y为年,m为月,d为日,h为小时,m为分钟,s为秒、ms为毫秒、us为微秒、ns为纳秒。
7.根据权利要求6所述的基于TTP总线的分布式精确时间获取方法,其特征在于,所述主时钟节点和备份主时钟节点在TTP总线网络保持同步条件下,仅需获取1次有效的秒脉冲对应的基准点UTC时间及n值,分别标记为ND_UTC_TIME_ON_nMT 0和n0,采用该ND_UTC_TIME_ON_nMT 0和n0带入公式(3)、公式(4)计算当前时刻的本地UTC时间。
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CN202211617621.5A CN116112111A (zh) | 2022-12-15 | 2022-12-15 | 一种基于ttp总线的分布式精确时间获取方法 |
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2022
- 2022-12-15 CN CN202211617621.5A patent/CN116112111A/zh active Pending
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