CN202513909U - 一种铷原子频率标准装置 - Google Patents

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Abstract

一种铷原子频率标准装置，包括GPS天线，GPS天线连接有GPS接收机，北斗天线连接有北斗接收机，所述GPS接收机和北斗接收机均连接有信号选择模块，信号选择模块连接有时差测量模块，铷振荡器连接信号分配模块，所述信号分配模块分别与时差测量模块和微处理器芯片CPU连接，所述微处理器芯片CPU还连接有时差测量模块，GPS天线和北斗天线分别接收各自卫星信号，通过各自的接收机送入信号选择模块，将选择到的脉冲信号和铷振荡器产生的脉冲信号送进时差测量模块进行时差计算，计算结果送入CPU对铷原子振荡器的脉冲信号就行相位调整，使之与GPS和北斗脉冲信号同步，结构简单、可靠性高。

Description

一种铷原子频率标准装置
技术领域
本实用新型涉及测量领域，具体涉及一种铷原子频率标准装置。
背景技术
精准的时间基准是时统系统中的重要组成部分，是时统系统的核心，GPS/北斗时间依靠其精确性和稳定性，为当前大多数时统系统所采用。
在整个时统系统运转的过程中，时间基准设备需要向系统提供精准的时间作为参考基准，但采用无线传输的GPS/北斗设备，在某些特定环境或特定条件下无法使用，这就造成了时统系统无时间基准可用，整个时统系统无法运转。
发明内容
为了克服上述现有技术的缺点，本实用新型的目的是提供一种铷原子频率标准装置，结构简单、可靠性高、可长期守时，该装置不仅可以为时统系统提供GPS信号和北斗信号时间基准，还可在GPS信号和北斗信号丢失后，长期为时统系统提供精度不次于GPS信号和北斗信号的时间基准。
为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：
一种铷原子频率标准装置，包括GPS天线、GPS接收机、北斗天线、北斗接收机、信号选择模块、时差测量模块、铷振荡器、信号分配模块、微处理器芯片CPU；
所述GPS天线连接有GPS接收机，北斗天线连接有北斗接收机，所述GPS接收机和北斗接收机均连接有信号选择模块，信号选择模块连接有时差测量模块，铷振荡器连接信号分配模块，所述信号分配模块分别与时差测量模块和微处理器芯片CPU连接，所述微处理器芯片CPU还连接有时差测量模块；
所述GPS天线用于接收GPS卫星信号，并将接收到的卫星信号传送给GPS接收机，GPS接收机可产生1PPS秒脉冲信号；
所述北斗天线用于接收北斗卫星信号，并将接收到的卫星信号传送给北斗接收机，北斗接收机可产生1PPS秒脉冲信号；
所述GPS接收机和北斗接收机产生的1PPS秒脉冲信号通过信号选择模块后，根据信号优先级以及信号强度选择一种可用的1PPS信号输出到时差测量模块；
所述铷振荡器送出的秒信号经过信号功分模块后，分为两路，其中一路送至时差测量模块，另一路送给微处理器芯片CPU；
所述时差测量模块将来自GPS接收机或北斗接收机的秒脉冲与铷振荡器送出的秒脉冲进行实时比较，将两种秒脉冲之间的时差送进微处理器芯片CPU；
CPU对时差进行一段比较长的时间(通常为12小时～24小时)监测后，计算出铷振荡器所产生的秒脉冲与GPS和北斗信号所产生的秒脉冲之间的规律；这样，即使GPS和北斗信号丢失后，根据该规律仍可将铷振荡器所产生的秒脉冲进行校准后输出，使其在一段相当长的时间内仍可达到GPS和北斗信号的精度，满足时统系统的需求。
附图说明
附图为本实用新型的结构框图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型做详细描述。
本实用新型的系统框图如上所示，包括GPS天线、GPS接收机、北斗天线、北斗接收机、信号选择模块、时差测量模块、铷原子振荡器、信号分配模块和微处理器芯片CPU。
GPS天线用于接收GPS卫星信号，并将接收到的卫星信号传送给GPS接收机，GPS接收机可产生1PPS秒脉冲信号。
北斗天线用于接收北斗卫星信号，并将接收到的卫星信号传送给北斗接收机，北斗接收机可产生1PPS秒脉冲信号，GPS接收机和北斗接收机均可在市面上购买。
时差测量模块将通过选择器所选择出来的秒脉冲信号，与铷振荡器输出的秒脉冲信号进行时时测量，并计算出两路秒脉冲信号之间的时差送入微处理器芯片CPU中。
微处理器芯片CPU根据时差测量模块送出的时差判断出铷振荡器产生的秒信号与GPS和北斗秒脉冲之间的关系，通过对准相位的方法使铷振荡器产生的秒脉冲与GPS和北斗秒脉冲达到同步后输出，当微处理器芯片CPU对时差监测到一定程度时(通常为12小时～24小时，时间越长精确度越高)，就会根据监测结果得出铷振荡器的规律。
当GPS和北斗信号丢失时，该实用新型装置也可以根据该规律调整铷振荡器产生的秒脉冲，使之在相当长的一段时间内，达到GPS和北斗信号的精度。
本实用新型的工作原理为：
GPS天线和北斗天线分别接收各自卫星信号，通过各自的接收机送入信号选择模块，信号选择模块根据信号优先级以及信号强度进行选择，将选择到的脉冲信号和铷振荡器产生的脉冲信号送进时差测量模块进行时差计算，计算结果送入CPU对铷原子振荡器的脉冲信号就行相位调整，使之与GPS和北斗脉冲信号同步。
当GPS和北斗信号丢失后，微处理器芯片CPU利用信号丢失前统计计算(至少统计计算12小时)得到的规律，调整铷振荡器的秒脉冲，使之达到GPS和北斗信号的精度，以满足时统系统的需要。

Claims (4)

1.一种铷原子频率标准装置，其特征在于，包括GPS天线、GPS接收机、北斗天线、北斗接收机、信号选择模块、时差测量模块、铷振荡器、信号分配模块和微处理器芯片CPU；
所述GPS天线连接有GPS接收机，北斗天线连接有北斗接收机，所述GPS接收机和北斗接收机均连接有信号选择模块，信号选择模块连接有时差测量模块，铷振荡器连接信号分配模块，所述信号分配模块分别与时差测量模块和微处理器芯片CPU连接，所述微处理器芯片CPU还连接有时差测量模块。
2.根据权利要求1所述的一种铷原子频率标准装置，其特征在于，所述GPS天线用于接收GPS卫星信号，并将接收到的卫星信号传送给GPS接收机，GPS接收机可产生1PPS秒脉冲信号。
3.根据权利要求1所述的一种铷原子频率标准装置，其特征在于，所述北斗天线用于接收北斗卫星信号，并将接收到的卫星信号传送给北斗接收机，北斗接收机可产生1PPS秒脉冲信号。
4.根据权利要求1所述的一种铷原子频率标准装置，其特征在于，所述GPS接收机和北斗接收机产生的1PPS秒脉冲信号通过信号选择模块后，根据信号优先级以及信号强度选择一种可用的1PPS信号输出到时差测量模块；
所述铷振荡器送出的秒信号经过信号分配模块后，分为两路，其中一路送至时差测量模块，另一路送给微处理器芯片CPU；
所述时差测量模块将来自GPS接收机或北斗接收机的秒脉冲与 铷振荡器送出的秒脉冲进行实时比较，将两种秒脉冲之间的时差送进微处理器芯片CPU。 
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