DK2425301T3

DK2425301T3 - Målesystem til relativ tid med præcision på nanosekundniveau

Info

Publication number: DK2425301T3
Application number: DK10725289.2T
Authority: DK
Inventors: Jacob Rovinsky; Ernest Solomon; Maxim Hankin; Israel Kashani
Original assignee: Israel Aerospace Ind Ltd
Priority date: 2009-04-30
Filing date: 2010-04-29
Publication date: 2015-06-01
Also published as: EP2425301A1; IL198489A; EP2425301B1; WO2010125569A1; US20120045029A1; SG175818A1; US8880372B2; KR101725308B1; KR20120070540A

Claims

MÅLESYSTEM TIL RELATIV TID MED PRÆCISION PÅ NANOSEKUNDNIVEAU PATENTKRAV

1. Fremgangsmåde til øjeblikkelig og kontinuerlig bestemmelse af en relativ tidsforskydning mellem ikke-sammenstillede frekvenskilder med en relativ frekvensdrift derimellem, hvilken bestemmelse udføres ved en krævet præcision på nanosekundniveau, hvilken fremgangsmåde omfatter: disciplinering af frekvensdrift mellem frekvenskilderne ved et frekvensdomæne indbefattende beregning, og anvendelse til frekvenskilderne, af korrektioner af en relativ frekvensdrift mellem hver frekvenskilde og en enkelt tidskilde, hvilken disciplinering er begrænset af følgende betingelse: produktet af en varighed af en hvilken som helst tidsperiode, der strækker sig mellem tilstødende diskrete tidspunkter i en sekvens af diskrete tidspunkter, gange summen af samtlige frekvenskorrektioner, der er udført i løbet af tidsperioden, divideret med en frekvensværdi, der kendetegner frekvenskilderne, er mindst én størrelsesorden mindre end den krævede præcision; og bestemmelse af tidsforskydning mellem de ikke-sammenstillede frekvenskilder ved hvert diskrete tidspunkt i sekvensen af diskrete tidspunkter ved anvendelse af en enkelt differenceteknik.
2. System til øjeblikkelig og kontinuerlig præcisionsbestemmelse på nanosekundniveau af en relativ tidsforskydning mellem mindst to ikke-sammenstillede timing-enheder (20, 30), hvilket system omfatter: mindst to ikke-sammenstillede timing-enheder (20, 30), der er placeret ved kendte positioner, hvor hver timing-enhed omfatter en frekvenskilde (210) og en sammenstillet modtager (200), hvor hver frekvenskilde (210) er disciplineret ved et frekvensdomæne ved anvendelse af en tidskilde til at generere korrektioner af den relative frekvensdrift mellem frekvenskilden (210) og tidskilden for således at være begrænset af følgende betingelse: produktet af en varighed af en hvilken som helst tidsperiode, der strækker sig mellem tilstødende diskrete tidspunkter i en sekvens af diskrete tidspunkter, multipliceret med summen af samtlige frekvenskorrektioner, der er udført i løbet af tidsperioden og divideret med en frekvens værdi, der kendetegner frekvenskildeme (210), er mindst en størrelsesorden mindre end den krævede præcision, hvor hver modtager (200) synkroniseres med et synkroniseringssignal, der leveres af frekvenskilden (210), og kan modtage en ekstern signalstrøm, der definerer en tidslinje, og deraf udlede en strøm af pseudo-afstandsprøve og integrerede Doppler-prøvepar til at generere, for hvert individuelt par i mindst et undersæt af parrene, en periodisk impuls, der er synkroniseret med frekvenskilden, derved at definere en periodisk impuls svarende til det individuelle par og udlæse hvert individuelt par i undersættet, samtidigt med det individuelle pars tilsvarende periodiske impuls; og mindst én tidsforskydningsberegningsenhed, der kan anvendes til at bruge timing-enhedernes kendte positioner og mindst ét prøvepar fra hver af timing-enhederne til at beregne tidsforskydning mellem periodiske impulser genereret ved hjælp af de tilsvarende to timing-enheder, ved anvendelse af en enkelt differenceteknik.
3. System ifølge krav 2, hvor positionerne for ikke-sammenstillede timing-enheder kendes mindst på decimeterniveau.
4. System ifølge krav 2, hvor beregningsenheden kan anvendes til at bestemme tidsforskydning mellem tilsvarende periodiske impulser, der er genereret ved hjælp af de to tilsvarende timing-enheder ved anvendelse af en enkelt differenceteknik til tilsvarende af parrene, hvilke tilsvarende er defineret af mindst én tidslinje, der er defineret af mindst én modtager.
5. System ifølge krav 2, hvor frekvenskilden disciplineres ved hjælp af en ekstern tidskilde, der fungerer som tidskilde for begge timing-enheder og målingen af præcision på nanosekundniveau foretages for et ubegrænset tidsinterval.
6. System ifølge krav 2, hvor mindst én af timing-enhederne er mobil.
7. System ifølge krav 2, hvor, i hver timing-enhed, modtageren forsyner frekvenskilden med positioneringsdata, der anvendes af frekvenskilden til at korrigere frekvensdrift mellem frekvenskilden og tidskilden.
8. System ifølge krav 2, hvor modtageren kan anvendes til at generere supplerende periodiske impulser synkroniseret med tidskilden og til at levere de supplerende periodiske impulser til frekvenskilden, og hvor frekvenskilden anvender de supplerende impulser til at korrigere frekvensdrift mellem frekvenskilden og tidskilden.
9. System ifølge krav 4, hvor hver impuls genereret ved hjælp af én timing-enhed og som opstår en første gang, betragtes af beregningsenheden som svarende til den impuls fra blandt de impulser, der er genereret ved hjælp af en anden timing-enhed, hvis tid for forekomst er tættest på det første tidspunkt.
10. System ifølge krav 2, hvor hver timing-enhed indbefatter en hukommelse til lagring af mindst et impulsvindue, hvor hver impuls er forbundet med en tidsmarkør.
11. System ifølge krav 2 og som ligeledes omfatter mindst første og anden supplerende enheder placeret sammen med tilsvarende af timing-enhederne, hvor de supplerende enheder fungerer synkront baseret på input leveret af deres timing-enheder, der er placeret samme sted.
12. System ifølge krav 11, hvor inputtet omfatter mindst ét af synkroniseringssignaleme leveret af frekvenskilden af dens timing-enhed, der er placeret samme sted, og mindst én periodisk impuls, der er genereret ved hjælp af modtageren og dens timing-enhed, der er placeret samme sted.
13. System ifølge krav 12, hvor hver supplerende enhed omfatter en sensor, hvilket system ligeledes omfatter en behandlingsenhed, der kan levere øjeblikkelig og kontinuerlig måling med præcision på nanosekundniveau af tiden, der går mellem hændelser, der opstår ved sensoren og sensoren for det andet supplerende system, hvilken sensor kan modtage en hændelse og foretage en evaluering af en tidsperiode, der er forløbet fra modtagelse af hændelsen tilbage til den mest nyligt genererede impuls blandt det periodiske impulser, der er genereret ved hjælp af timing-enheden placeret sammen med sensoren, og hvor evalueringen af tidsperioden udføres ved at tælle antallet af perioder, der er defineret af frekvenskilden, og som forløber mellem modtagelse af hændelsen tilbage til den mest nyligt genererede impuls, og sammenlægning af antallet med en forskel mellem faser defineret af frekvenskilden ved den mest nyligt genererede impuls og ved hændelsen; hvor behandlingsenheden kan anvendes til at beregne en sum af tidsforskydningen og forskellen mellem tidsperioderne evalueret af henholdsvis sensorerne for derved at måle den tid, der er forløbet mellem hændelser, der opstod ved sensorerne.
14. System ifølge krav 13, hvor hændelserne henholdsvis omfatter modtagelse af en enkelt ekstern forekomst henholdsvis ved sensorerne.
15. System ifølge krav 13, hvor hver af hændelserne omfatter en elektromagnetisk impuls med en stigningstid / faldetid, der er af en størrelsesorden, der er mindre end præcisionen af målingen af den tid, der er forløbet mellem hændelser.
16. Fremgangsmåde ifølge krav 1, hvor bestemmelsen af tidsforskydning anvender en common-view-time-transfer-procedure.
17. Fremgangsmåde ifølge krav 1, hvor tidskilden omfatter en GNSS-tidskilde.
18. System ifølge krav 2, hvor den eksterne signalstrøm, der definerer en tidslinje, tilvejebringes til modtageren ved hjælp af tidskilden.
19. Fremgangsmåde ifølge krav 1, hvor frekvensværdien, der kendetegner frekvenskilderne, omfatter en frekvens af frekvenskilderne ved et startpunkt af tidsperioden.