CN117031913B - 一种基于正弦波信号的授时方法及装置 - Google Patents
一种基于正弦波信号的授时方法及装置 Download PDFInfo
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Abstract
本申请实施例提供一种基于正弦波信号的授时方法及装置,发送端利用调制的正弦波在整秒时刻发送原始秒脉冲正弦波信号,接收端接收秒脉冲正弦波信号后,可于任意的采样时刻对秒脉冲正弦波信号进行采样,得到采样信号,对采样信号进行快速傅里叶变换,得到频域的秒脉冲正弦波信号,基于频域的秒脉冲正弦波信号,确定不同频率的正弦波信号发生的相移,再根据相移计算秒脉冲正弦波信号的时延,根据秒脉冲正弦波信号的时延和采样时刻,确定整秒时刻,根据整秒时刻进行本地钟的授时。采用正弦波授时的方法,能够提高授时精度,可以和其他数据复用一条线路传输,无需单独配置传输线路,适应性较强。
Description
技术领域
本申请实施例涉及通信技术领域,尤其涉及一种基于正弦波信号的授时方法及装置。
背景技术
为保证观测数据的准确性,地震数据采集器等测量设备要求获得非常精确的授时信号,在电缆或其他信号线中直接传输授时信号容易导致信号失真,难以获得精确的授时信号。
发明内容
有鉴于此,本申请实施例的目的在于提出一种基于正弦波信号的授时方法及装置,以解决精确授时的问题。
基于上述目的,本申请实施例提供了一种基于正弦波信号的授时方法,包括:
接收端接收秒脉冲正弦波信号;其中,秒脉冲正弦波信号是发送端发送的原始秒脉冲正弦波信号经过信道形成的,所述发送端于整秒时刻发送用于授时的原始秒脉冲正弦波信号,所述原始秒脉冲正弦波信号是基于多个不同频率的正弦波叠加而成的;
于采样时刻对所述秒脉冲正弦波信号进行采样,得到采样信号;
对所述采样信号进行快速傅里叶变换,得到频域的秒脉冲正弦波信号;
基于所述频域的秒脉冲正弦波信号,确定不同频率的正弦波信号发生的相移;
根据所述相移计算所述秒脉冲正弦波信号的时延;
根据所述时延和所述采样时刻,确定所述整秒时刻。
可选的,所述多个不同频率的正弦波包括具有最低频率的正弦波和具有其他频率的正弦波,所述具有最低频率的正弦波的初始相位为0,具有其他频率的正弦波的初始相位随机生成。
可选的,所述频域的秒脉冲正弦波信号包括具有最低频率的正弦波和具有其他频率的正弦波;基于所述频域的秒脉冲正弦波信号,确定不同频率的正弦波信号发生的相移,包括:
根据具有最低频率的正弦波的相位和对应的初始相位,确定具有最低频率的正弦波的原始相移;
根据具有最低频率的正弦波的原始相移,确定具有最低频率的正弦波的第一时移;
根据第一时移,确定各频率的正弦波的第一次补偿后的相移。
可选的,根据具有最低频率的正弦波的原始相移,确定具有最低频率的正弦波的第一时移,方法为:
其中,Δt1为第一时移,为具有最低频率的正弦波的原始相移;
根据第一时移,确定各频率的正弦波的第一次补偿后的相移,方法为:
其中,为频率为i赫兹的正弦波在Δt1时间的相移;
其中,mi为对应原始相移的i赫兹的正弦波的频域数据,mi ′的相位为i赫兹的正弦波的第一次补偿后的相移,该第一次补偿后的相移为在原始相移基础上扣除Δt1时间对应产生的相移后得到的相移。
可选的,确定各频率的正弦波第一次补偿后的相移,还包括:
对于具有其他频率的正弦波,基于第一次补偿后的相移进行2π模糊度修正,得到修正后的相移;修正后的相移为:
其中,为i+1赫兹的正弦波对应的修正后的相移,/>为i+1赫兹的正弦波的第一次补偿后的相移,/>为第i赫兹的正弦波的第一次补偿后的相移和第i+1赫兹的正弦波的第一次补偿后的相移之间的相移差。
可选的,根据所述相移计算所述秒脉冲正弦波信号的时延,包括:
根据所述第一次补偿后的相移,确定第二时移;
将所述第一时移和第二时移之和作为所述时延。
可选的,根据所述第一次补偿后的相移,确定第二时移,包括:
基于各频率的正弦波的第一次补偿后的相移,拟合得到相移直线;
根据所述相移直线的斜率,确定第二时移。
可选的,根据所述相移直线的斜率,确定第二时移,方法为:
其中,k为所述相移直线的斜率。
可选的,根据所述时延和所述采样时刻,确定所述整秒时刻,包括:
将所述采样时刻减去所述时延,得到所述整秒时刻;
确定所述整秒时刻之后,还包括:
根据所述整秒时刻,对所述接收端的时钟进行校正。
本申请实施例还提供一种基于正弦波信号的授时装置,包括:
接收模块,用于接收端接收秒脉冲正弦波信号;其中,秒脉冲正弦波信号是发送端发送的原始秒脉冲正弦波信号经过信道形成的,所述发送端于整秒时刻发送用于授时的原始秒脉冲正弦波信号,所述原始秒脉冲正弦波信号是基于多个不同频率的正弦波叠加而成的;
采样模块,用于于采样时刻对所述秒脉冲正弦波信号进行采样,得到采样信号;
变换模块,用于对所述采样信号进行快速傅里叶变换,得到频域的秒脉冲正弦波信号;
相移确定模块,用于基于所述频域的秒脉冲正弦波信号,确定不同频率的正弦波信号发生的相移;
时延计算模块,用于根据所述相移计算所述秒脉冲正弦波信号的时延;
授时模块,用于根据所述时延和所述采样时刻,确定所述整秒时刻。
从上面所述可以看出,本申请实施例提供的基于正弦波信号的授时方法及装置,发送端利用调制的正弦波在整秒时刻发送原始秒脉冲正弦波信号,接收端接收秒脉冲正弦波信号后,可于任意的采样时刻对秒脉冲正弦波信号进行采样,得到采样信号,对采样信号进行快速傅里叶变换,得到频域的秒脉冲正弦波信号,基于频域的秒脉冲正弦波信号,确定不同频率的正弦波信号发生的相移,再根据相移计算秒脉冲正弦波信号的时延,根据秒脉冲正弦波信号的时延和采样时刻,确定整秒时刻,根据整秒时刻进行本地钟的授时。本申请通过正弦波授时的方法,相较于直接传输授时信号,能够提高授时精度,相较于利用方波授时的方法,能够提高传输速率和授时精度,而且,正弦波授时数据可以和其他数据复用一条线路传输,无需单独配置传输线路,降低系统复杂度,适用性较强。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术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申请实施例,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他的附图。
图1为本申请实施例的方法流程示意图;
图2为本申请实施例的正弦波授时原理示意图;
图3为本申请实施例的相移补偿示意图;
图4为本申请实施例的装置结构框图;
图5为本申请实施例的电子设备结构框图。
具体实施方式
为使本公开的目的、技术方案和优点更加清楚明白,以下结合具体实施例,并参照附图,对本公开进一步详细说明。
需要说明的是,除非另外定义,本申请实施例使用的技术术语或者科学术语应当为本公开所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本申请实施例中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性,而只是用来区分不同的组成部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同,而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接,而是可以包括电性的连接,不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系,当被描述对象的绝对位置改变后,则该相对位置关系也可能相应地改变。
如图1、2所示,本申请实施例提供一种基于正弦波信号的授时方法,包括:
S101:接收端接收秒脉冲正弦波信号;其中,秒脉冲正弦波信号是发送端发送的原始秒脉冲正弦波信号经过信道形成的,发送端于整秒时刻发送用于授时的原始秒脉冲正弦波信号,原始秒脉冲正弦波信号是基于多个不同频率的正弦波叠加而成的;
本实施例中,发送端从授时系统获取授时信号后,向接收端授时,以使接收端根据发送端的授时信号对本地时钟进行时间的校正,达到时间精准同步的目的。例如,部署于井下的地震数据采集器需要从地面设备获取精确的授时信号,才能达到准确的地震观测功能。
发送端在获得授时信号后,于整秒时刻向接收端发送用于授时的原始秒脉冲正弦波信号(对应图2中的秒脉冲正弦波标记),原始秒脉冲正弦波信号经过信道传输后,接收端接收到可能叠加了干扰、存在延时等情况的秒脉冲正弦波信号。发送端发送的原始秒脉冲正弦波信号是由具有不同频率的正弦波相叠加而生成的,即将授时信号调制在原始秒脉冲正弦波信号的形式发送至接收端,接收端通过解调,恢复出准确的授时信号。
一些方式中,多个不同频率的正弦波包括具有最低频率的正弦波信号和其他多个具有不同频率的正弦波信号,其中,具有最低频率的正弦波的初始相位为0,具有其他频率的正弦波的初始相位可以随机生成,为避免互相干扰,不同频率的正弦波的初始相位应具有一定的差距。
一些方式中,用于叠加生成原始秒脉冲正弦波信号的正弦波的数量可以根据实际应用场景确定,例如,原始秒脉冲正弦波信号仅用于授时,则正弦波的数量只要满足接收端能够解调恢复出频域的秒脉冲正弦波信号,并基于恢复出的信号确定授时信号即可;如果还需传输其他类型的数据,则正弦波的数量可以增加,使得接收端既可以解调获得授时信号又可以获得其他类型的数据。由此,本申请不对正弦波的数量进行具体限定。
S102:于采样时刻对秒脉冲正弦波信号进行采样,得到采样信号;
S103:对采样信号进行快速傅里叶变换,得到频域的秒脉冲正弦波信号;
本实施例中,接收端接收到秒脉冲正弦波信号后,于任意的采样时刻对秒脉冲正弦波信号进行采样,并对采样获得的采样信号进行快速傅里叶变换,将接收的时域信号转换为频域的秒脉冲正弦波信号,基于频域的秒脉冲正弦波信号获得包含不同频率的正弦波信号,确定不同频率的正弦波信号的相位。
S104:基于频域的秒脉冲正弦波信号,确定不同频率的正弦波信号发生的相移;
本实施例中,接收端通过快速傅里叶变换将时域信号变换为多个不同频率成分的频域信号,基于频域的秒脉冲正弦波信号,确定原始秒脉冲正弦波信号经过信道后,不同频率的正弦波信号发生的相移,方法包括:
根据具有最低频率的正弦波的相位和初始相位,确定具有最低频率的正弦波的原始相移;
根据具有最低频率的正弦波的原始相移,确定具有最低频率的正弦波的第一时移;
根据第一时移,确定各频率的正弦波的第一次补偿后的相移。
本实施例中,对于不同频率的正弦波采用不同的方法确定发生的相移。对于最低频率的正弦波,由于原始秒脉冲正弦波信号中最低频率的正弦波信号的初始相位为0,接收端经过变换获得的最低频率的正弦波的相位后,可根据该相位和初始相位确定出最低频率的正弦波发生的原始相移,例如,接收端经过变换获得的最低频率的正弦波的相位为那么最低频率的正弦波发生的相移可能为滞后了/>对于其他频率的正弦波,原始秒脉冲正弦波信号中相应频率的正弦波的初始相位为已知,接收端经过变换获得的相应频率的正弦波的相位后,可根据该相位和初始相位确定相应频率的正弦波发生的原始相移。在确定出最低频率的正弦波发生的时移后,根据该时移对各频率的正弦波的相移进行补偿,得到第一次补偿后的相移。
在确定了最低频率的正弦波信号的原始相移之后,可以确定最低频率的正弦波信号发生的第一时移,即最低频率的正弦波信号发生的时延,计算方法为:
其中,Δt1为最低频率的正弦波信号的第一时移,为最低频率的正弦波信号的原始相移。
在确定了最低频率的正弦波的第一时移之后,可根据第一时移,确定各频率的正弦波在Δt1时间发生的相移,方法为:
其中,为频率为iHz的正弦波在Δt1时间发生的相移。
对于频率为iHz的正弦波,将相应的原始相移扣除Δt1时间对应产生的相移,得到频率为iHz的正弦波的频域数据为:
其中,mi为对应原始相移的iHz的正弦波的频域数据,mi ′的相位为第一次补偿后的相移,该相移是在原始相移基础上扣除Δt1时间对应产生的相移后得到的相移。
一些实施例中,一般求取相移的值表示范围只能为[0,2π]或[-π,π],以相移表示范围[-π,π]为例,当相移超过该范围会引起2π的跳变,也称存在2π模糊度问题。具体的,设第i个频点(即频率为iHz)的正弦波信号的第一次补偿后的相移为第i+1个频点的正弦波信号的第一次补偿后的相移为/>若/>和/>之间的相移差为:
则考虑2π跳变情况,可将第i+1个频点的正弦波的第一次补偿后的相移进行修正为:
正弦波相移差[-π,π]对应的时移范围为[-0.5s,0.5s],扣除Δt1时间后正弦波组的时移远远小于这个范围,可采用此方法消除2π模糊度,提高信号恢复精度。
一些方式中,最低频率的正弦波的频率为1Hz,其周期是1秒,1秒外已无需授时,本申请可基于最低频率为1Hz的正弦波实现1秒内的授时,其他频率均大于1赫兹,且1赫兹的正弦波在1秒的时移内相移不存在2π模糊度,因而最低频率的正弦波的原始相移无需进行模糊度修正。而对于其他频率的正弦波,在得到第一次补偿后的相移后,需要按照公式(5)进行模糊度修正,得到修正后的相移。
S105:根据相移计算秒脉冲正弦波信号的时延;
本实施例中,在确定了频域的秒脉冲正弦波信号中各频率的正弦波发生的相移之后,基于各频率的正弦波的相移,计算接收的秒脉冲正弦波信号发生的时延。方法包括:
根据各频率的正弦波的第一次补偿后的相移,确定第二时移;
将第一时移和第二时移之和作为时延。
本实施例中,接收端接收的秒脉冲正弦波信号发生的时延包含两部分,一部分是最低频率的正弦波发生的时延,即第一时移,另一部分为各频率成分的正弦波发生的时延,即第二时移,两部分时延之和即为秒脉冲正弦波信号发生的总时延。这是因为,基于最低频率的正弦波的原始相移计算出的第一时移并不精确,需要在第一次补充后的相移基础上进一步计算第二时移,消除第一时移存在的误差,提高时延计算的精度。
对于最低频率的正弦波的第一时移,可根据其产生的原始相移所确定;对于各频率的正弦波的第二时移,可基于最低频率的正弦波经第一次补偿后的相移、其他各频率的正弦波经模糊度修正后的相移所确定。则确定第二时移的方法包括:
基于各频率的正弦波的第一次补偿后的相移,拟合得到相移直线;
根据相移直线的斜率,确定第二时移。
如图3所示(以7个频点为示例),基于对最低频率的正弦波的原始相移进行第一次补偿后得到的第一次补偿后的相移,对其他频率的正弦波的原始相移进行第一时移的第一次补偿后得到的第一次补偿后的相移,并对其他频率的第一次补偿后的相移进行2π模糊度修正后,各频率的正弦波的相移可通过拟合得到一条相移直线,即各频点的正弦波的相移近似呈线性变化;拟合出相移直线后,可确定相移直线的斜率,再根据该斜率确定第二时移,及各频率的正弦波所产生的时延。
计算方法为:
其中,Δt2为第二时移,k为相移直线的斜率。
则,接收端接收的秒脉冲正弦波信号发生的总时延为:
Δt=Δt1+Δt2 (7)
S106:根据时延和采样时刻,确定整秒时刻。
本实施例中,在确定了秒脉冲正弦波信号的时延之后,即可根据实际的采样时刻和该时延,确定发送端发送原始秒脉冲正弦波信号的整秒时刻,即授时信号。即,将采样时刻减去确定出的时延,即得到整秒时刻。接收端确定整秒时刻之后,基于确定的整秒时刻对接收端本地时钟存在的钟差进行校正,即完成了发送端对接收端的授时。
本申请实施例提供的基于正弦波信号的授时方法,发送端利用调制的正弦波在整秒时刻发送原始秒脉冲正弦波信号,接收端接收秒脉冲正弦波信号后,可于任意的采样时刻对秒脉冲正弦波信号进行采样,得到采样信号,对采样信号进行快速傅里叶变换,得到频域的秒脉冲正弦波信号,基于频域的秒脉冲正弦波信号,确定不同频率的正弦波信号发生的相移,再根据相移计算秒脉冲正弦波信号的时延,根据秒脉冲正弦波信号的时延和采样时刻,确定整秒时刻,根据整秒时刻进行本地钟的授时。接收端通过对接收信号进行相应时延的补偿以及模糊度校正,能够恢复得到精确的授时信号。本申请通过正弦波授时的方法,相较于直接传输授时信号,能够提高授时精度,相较于利用方波授时的方法,能够提高传输速率和授时精度,而且,正弦波信号和其他数据复用一条线路传输,无需单独配置传输线路,降低系统复杂度,适用性较高。
需要说明的是,本申请实施例的方法可以由单个设备执行,例如一台计算机或服务器等。本实施例的方法也可以应用于分布式场景下,由多台设备相互配合来完成。在这种分布式场景的情况下,这多台设备中的一台设备可以只执行本申请实施例的方法中的某一个或多个步骤,这多台设备相互之间会进行交互以完成所述的方法。
需要说明的是,上述对本说明书特定实施例进行了描述。其它实施例在所附权利要求书的范围内。在一些情况下,在权利要求书中记载的动作或步骤可以按照不同于实施例中的顺序来执行并且仍然可以实现期望的结果。另外,在附图中描绘的过程不一定要求示出的特定顺序或者连续顺序才能实现期望的结果。在某些实施方式中,多任务处理和并行处理也是可以的或者可能是有利的。
如图4所示,本申请实施例还提供一种基于正弦波信号的授时装置,包括:
接收模块,用于接收端接收秒脉冲正弦波信号;其中,秒脉冲正弦波信号是发送端发送的原始秒脉冲正弦波信号经过信道形成的,所述发送端于整秒时刻发送用于授时的原始秒脉冲正弦波信号,所述原始秒脉冲正弦波信号是基于多个不同频率的正弦波叠加而成的;
采样模块,用于于采样时刻对所述秒脉冲正弦波信号进行采样,得到采样信号;
变换模块,用于对所述采样信号进行快速傅里叶变换,得到频域的秒脉冲正弦波信号;
相移确定模块,用于基于所述频域的秒脉冲正弦波信号,确定不同频率的正弦波信号发生的相移;
时延计算模块,用于根据所述相移计算所述秒脉冲正弦波信号的时延;
授时模块,用于根据所述时延和所述采样时刻,确定所述整秒时刻。
为了描述的方便,描述以上装置时以功能分为各种模块分别描述。当然,在实施本申请实施例时可以把各模块的功能在同一个或多个软件和/或硬件中实现。
上述实施例的装置用于实现前述实施例中相应的方法,并且具有相应的方法实施例的有益效果,在此不再赘述。
图5示出了本实施例所提供的一种更为具体的电子设备硬件结构示意图,该设备可以包括:处理器1010、存储器1020、输入/输出接口1030、通信接口1040和总线1050。其中处理器1010、存储器1020、输入/输出接口1030和通信接口1040通过总线1050实现彼此之间在设备内部的通信连接。
处理器1010可以采用通用的CPU(Central Processing Unit,中央处理器)、微处理器、应用专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit,ASIC)、或者一个或多个集成电路等方式实现,用于执行相关程序,以实现本说明书实施例所提供的技术方案。
存储器1020可以采用ROM(Read Only Memory,只读存储器)、RAM(Random AccessMemory,随机存取存储器)、静态存储设备,动态存储设备等形式实现。存储器1020可以存储操作系统和其他应用程序,在通过软件或者固件来实现本说明书实施例所提供的技术方案时,相关的程序代码保存在存储器1020中,并由处理器1010来调用执行。
输入/输出接口1030用于连接输入/输出模块,以实现信息输入及输出。输入输出/模块可以作为组件配置在设备中(图中未示出),也可以外接于设备以提供相应功能。其中输入设备可以包括键盘、鼠标、触摸屏、麦克风、各类传感器等,输出设备可以包括显示器、扬声器、振动器、指示灯等。
通信接口1040用于连接通信模块(图中未示出),以实现本设备与其他设备的通信交互。其中通信模块可以通过有线方式(例如USB、网线等)实现通信,也可以通过无线方式(例如移动网络、WIFI、蓝牙等)实现通信。
总线1050包括一通路,在设备的各个组件(例如处理器1010、存储器1020、输入/输出接口1030和通信接口1040)之间传输信息。
需要说明的是,尽管上述设备仅示出了处理器1010、存储器1020、输入/输出接口1030、通信接口1040以及总线1050,但是在具体实施过程中,该设备还可以包括实现正常运行所必需的其他组件。此外,本领域的技术人员可以理解的是,上述设备中也可以仅包含实现本说明书实施例方案所必需的组件,而不必包含图中所示的全部组件。
上述实施例的电子设备用于实现前述实施例中相应的方法,并且具有相应的方法实施例的有益效果,在此不再赘述。
本实施例的计算机可读介质包括永久性和非永久性、可移动和非可移动媒体可以由任何方法或技术来实现信息存储。信息可以是计算机可读指令、数据结构、程序的模块或其他数据。计算机的存储介质的例子包括,但不限于相变内存(PRAM)、静态随机存取存储器(SRAM)、动态随机存取存储器(DRAM)、其他类型的随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、快闪记忆体或其他内存技术、只读光盘只读存储器(CD-ROM)、数字多功能光盘(DVD)或其他光学存储、磁盒式磁带,磁带磁磁盘存储或其他磁性存储设备或任何其他非传输介质,可用于存储可以被计算设备访问的信息。
所属领域的普通技术人员应当理解:以上任何实施例的讨论仅为示例性的,并非旨在暗示本公开的范围(包括权利要求)被限于这些例子;在本公开的思路下,以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合,步骤可以以任意顺序实现,并存在如上所述的本申请实施例的不同方面的许多其它变化,为了简明它们没有在细节中提供。
另外,为简化说明和讨论,并且为了不会使本申请实施例难以理解,在所提供的附图中可以示出或可以不示出与集成电路(IC)芯片和其它部件的公知的电源/接地连接。此外,可以以框图的形式示出装置,以便避免使本申请实施例难以理解,并且这也考虑了以下事实,即关于这些框图装置的实施方式的细节是高度取决于将要实施本申请实施例的平台的(即,这些细节应当完全处于本领域技术人员的理解范围内)。在阐述了具体细节(例如,电路)以描述本公开的示例性实施例的情况下,对本领域技术人员来说显而易见的是,可以在没有这些具体细节的情况下或者这些具体细节有变化的情况下实施本申请实施例。因此,这些描述应被认为是说明性的而不是限制性的。
尽管已经结合了本公开的具体实施例对本公开进行了描述,但是根据前面的描述,这些实施例的很多替换、修改和变型对本领域普通技术人员来说将是显而易见的。例如,其它存储器架构(例如,动态RAM(DRAM))可以使用所讨论的实施例。
本申请实施例旨在涵盖落入所附权利要求的宽泛范围之内的所有这样的替换、修改和变型。因此,凡在本申请实施例的精神和原则之内,所做的任何省略、修改、等同替换、改进等,均应包含在本公开的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种基于正弦波信号的授时方法,其特征在于,包括:
接收端接收秒脉冲正弦波信号;其中,秒脉冲正弦波信号是发送端发送的原始秒脉冲正弦波信号经过信道形成的,所述发送端于整秒时刻发送用于授时的原始秒脉冲正弦波信号,所述原始秒脉冲正弦波信号是基于多个不同频率的正弦波叠加而成的;所述多个不同频率的正弦波包括具有最低频率的正弦波和具有其他频率的正弦波,所述具有最低频率的正弦波的初始相位为0;
于采样时刻对所述秒脉冲正弦波信号进行采样,得到采样信号;
对所述采样信号进行快速傅里叶变换,得到频域的秒脉冲正弦波信号;
基于所述频域的秒脉冲正弦波信号,确定不同频率的正弦波信号发生的相移,包括:根据具有最低频率的正弦波的相位和对应的初始相位,确定具有最低频率的正弦波的原始相移;根据具有最低频率的正弦波的原始相移,确定具有最低频率的正弦波的第一时移;根据第一时移,确定各频率的正弦波的第一次补偿后的相移;对于具有其他频率的正弦波,基于第一次补偿后的相移进行2π模糊度修正,得到修正后的相移;基于最低频率的正弦波经第一次补偿后的相移、其他频率的正弦波经模糊度修正后的相移,确定各频率的正弦波的第二时移;将所述第一时移和第二时移之和作为时延;
根据所述时延和所述采样时刻,确定所述整秒时刻。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,
所述具有其他频率的正弦波的初始相位随机生成。
3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,根据具有最低频率的正弦波的原始相移,确定具有最低频率的正弦波的第一时移,方法为:
其中,Δt1为第一时移,为具有最低频率的正弦波的原始相移;
根据第一时移,确定各频率的正弦波的第一次补偿后的相移,方法为:
其中,为频率为i赫兹的正弦波在Δt1时间的相移;
其中,mi为对应原始相移的i赫兹的正弦波的频域数据,mi 1的相位为i赫兹的正弦波的第一次补偿后的相移,该第一次补偿后的相移为在原始相移基础上扣除Δt1时间对应产生的相移后得到的相移。
4.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,所述修正后的相移为:
其中,为i+1赫兹的正弦波对应的修正后的相移,/>为i+1赫兹的正弦波的第一次补偿后的相移,/>为第i赫兹的正弦波的第一次补偿后的相移和第i+1赫兹的正弦波的第一次补偿后的相移之间的相移差。
5.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,基于最低频率的正弦波经第一次补偿后的相移、其他频率的正弦波经模糊度修正后的相移,确定各频率的正弦波的第二时移,包括:
基于各频率的正弦波的第一次补偿后的相移,拟合得到相移直线;
根据所述相移直线的斜率,确定第二时移。
6.根据权利要求5所述的方法,其特征在于,根据所述相移直线的斜率,确定第二时移,方法为:
其中,k为所述相移直线的斜率。
7.根据权利要求1-6中任意一项所述的方法,其特征在于,根据所述时延和所述采样时刻,确定所述整秒时刻,包括:
将所述采样时刻减去所述时延,得到所述整秒时刻;
确定所述整秒时刻之后,还包括:
根据所述整秒时刻,对所述接收端的时钟进行校正。
8.一种基于正弦波信号的授时装置,其特征在于,包括:
接收模块,用于接收端接收秒脉冲正弦波信号;其中,秒脉冲正弦波信号是发送端发送的原始秒脉冲正弦波信号经过信道形成的,所述发送端于整秒时刻发送用于授时的原始秒脉冲正弦波信号,所述原始秒脉冲正弦波信号是基于多个不同频率的正弦波叠加而成的;所述多个不同频率的正弦波包括具有最低频率的正弦波和具有其他频率的正弦波,所述具有最低频率的正弦波的初始相位为0;
采样模块,用于于采样时刻对所述秒脉冲正弦波信号进行采样,得到采样信号;
变换模块,用于对所述采样信号进行快速傅里叶变换,得到频域的秒脉冲正弦波信号;
相移确定模块,用于基于所述频域的秒脉冲正弦波信号,确定不同频率的正弦波信号发生的相移,包括:根据具有最低频率的正弦波的相位和对应的初始相位,确定具有最低频率的正弦波的原始相移;根据具有最低频率的正弦波的原始相移,确定具有最低频率的正弦波的第一时移;根据第一时移,确定各频率的正弦波的第一次补偿后的相移;对于具有其他频率的正弦波,基于第一次补偿后的相移进行2π模糊度修正,得到修正后的相移;基于最低频率的正弦波经第一次补偿后的相移、其他频率的正弦波经模糊度修正后的相移,确定各频率的正弦波的第二时移;
时延计算模块,用于将所述第一时移和第二时移之和作为时延;
授时模块,用于根据所述时延和所述采样时刻,确定所述整秒时刻。
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