SU830287A1

SU830287A1 - Система синхронизации вторичныхчАСОВ пО РАдиОСигНАлАМ

Info

Publication number: SU830287A1
Application number: SU792793672A
Authority: SU
Inventors: Эдуард Сергеевич Кирицев
Original assignee: Предприятие П/Я В-2203
Priority date: 1979-07-09
Filing date: 1979-07-09
Publication date: 1981-05-15

Description

Изобретение относится к временной синхронизации пространственно разнесенных часов по радиосигналам и может быть использовано на приемных _ пунктах .радиотехнических систем на- ^э виг.ацйи, единого времени и др., в которых осуществляется передача радиосигналов точного времени для потребителей.

Известны устройства для синхро- ’^инизации вторичных часов по радиосигналам, передаваемым наземными радиостанциями системы единого времени [1] .

Недостатком этих устройств является невысокая точность синхрониза- 15 ции вторичных часов, расположенных на приемных пунктах, из-за больших Ошибок расчета времени прохождения радиосигналов от передающей станции до приемных пунктов. 20

Наиболее близкой по технической сущности к изобретению является система синхронизации вторичных часов по радиосигналам точного времени, передаваемым наземной радиостандней, включающая связанные радиоканалом' вторичные и транспортируемые часы, при этом вторичные часы содержат стандарт времени, кодирующий · блок, радиопередатчик, передающую 30 антенну, первую приемную антен/,ну, первый радиоприемник, декодирующий блок, счетчик, датчик контрольного времени, регистрирующее устройство, вторую приемную ан- тенну, второй радиоприемник и следующий фильтр, причем стандарт времени, кодирующий блок, радиопередатчик и передающая антенна соединены последовательно, первая приемная антенна, декодирующий блок и первый вход счетчика соединены последовательно, первый выход счетчика.подключен к первому входу датчика контрольного времени, выход которого соединен с первым входом регистрирующего устройства, второй вход которого подключен ко второму выходу счетчика, вторые входы счетчика и датчика контрольного времени соединены с выходом стандарта времени, вторая приемная антенна, второй радиоприемник и пер?· вый вход следящего фильтра соединены последовательно, второй вход следящего фильтра подключен к выходу стандарта времени, выход регистрирующего устройства соединен с первой выходной клеммой, а выход следящего фильтра - со второй выходной клеммой вто’ричных часов, а транспортируемые ча3 сы содержат стандарт времени, кодирующий блок, радиопередатчик, передающую антенну, первую приемную антенну, радиоприемник, декодирующий блок, счетчик, датчик контрольного времени и регистрирующее устройство, причем стандарт времени, кодирующий блок, радиопередатчик и передающая антенны соединены последовательно, первый выход счетчика подключен к первому входу датчика контрольного времени, выход которого соединен с первым входом регистрирующего устройства, второй вход которого подключен ко второму выходу счетчика, вторые входы счетчика и датчика контрольного времени соединены с выходом стандарта времени, выход регистрирующего устройства соединен с выходной клеммой транспортируемых часов [2].

Недостатком такой системы синхронизации является отсутствие учета составляющей задержки распространения радиосигналов, вызванной ошибкой преобразования первичного поля подающей электромагнитной волны в сигнал на выходе приемной антенны, из-за влияния вторичных полей.

Цель изобретения - повышение точности синхронизации путем учета составляющей задержки распространения радиосигналов за счет влияния вторичных полей.

Цель достигается тем, что на транспортируемых часах системы введены вторая приемная антенна, второй радиоприемник, следящий фильтр, второй счетчик, причем вход второго радиоприемника подключен ко второй приемной антенне, выход - к первому входу следящего фильтра, второй вход которого соединен с выходом стандарта времени, а выход - со вторым входом кодирующего блока и входом второго счетчика, выход которого подключен к' третьему входу декодирующего блока, второй вход - к выходу стандарта времени, выход следящего фильтра и выход второго счетчика соединены соответственно со второй и третьей выходными клеммами транспортируемых часов, на вторичных часах введены второй счетчик, причем первый и второй входы второго счетчика соединены соответственно с выходом следящего фильтра и вторым выходом декодирующего блока, выход второго счетчика и второй выход декодирующего блока соединены соответственно с третьей и четвёртой выходными клеммами вторичных часов.

На фиг. 1 приведена обобщенная схема системы синхронизации; на фиг. 2 и 3 - структурные схемы вторичных и транспортируемых часов соответственно.

Система содержит вторичные часы 1, транспортируемые часы 2, на вторич ных часах - стандарт 3 времени, кодирующий блок 4радиопередатчик 5, передающая антенна 6 передающего тракта, первая приемная антенна 7, первый радиоприемник 8, декодирующий блок 9, счетчик 10, датчик 11 контрольного времени и регистрирующий блок 12 приемноизмерительного тракта для сигналов, передаваемых с транспортируемых часов, вторая приемная антенна 13, второй радиоприемник 14, следящий фильтр 15 и второй счетчик приемноизмерительного тракта для сигналов наземных станций, на транспортируемых часах - стандарт 17 времени, кодирующий блок 18, радиопередатчик 19 и передающая антенна 20 передающего тракта, первая приемная антенна 21, радиоприемник 22, декодирующий блок 23, первый счетчик 24, датчик 25 контрольного времени и регистрирующее устройство 26 приемноизмериФельного тракта для сигналов, передаваемых со вторичных часов, вторая приемная антенна 27, второй радиоприемник 28, следящий фильтр 29 и второй счетчик 30 приемноизмерительного тракта для сигналов наземных .станций. На вторичных часах 1 стандарт 3 частоты, кодирующий блок 4, передатчик 5 и передающая антенна 6 соединены последовательно, вход первого радиоприемника 8 подключен к первой приемной антенне 7, а выход ко входу декодирующего блока 9, первый выход которого соединен с первым входом первого счетчика 10, второй со вторым входом второго счетчика 16, а третий соединен с выходной клеммой Вых 4 вторичных часов, первый и второй выходы первого счетчика 10 соединены соответственно с первым входом датчика 11 контрольного времени и вторым входом регистрирующего устройства 12, первый вход которого соединен с выходом датчика 11 контрольного времени, а выход - с выходной клеммой Вых 1 вторичных часов, выход стандарта 3 времени соединен со вторыми входами первого счетчика 10, датчика 11 контрольного времени и следящего фильтра 15, вторая приемная антенна 13 подключена ко входу второго радиоприемника 14, выход которого соединен с первым входом следящего фильтра 15, выход которого соединен с первым входом второго счетчика. 16 и выходной клеммой Вых 2 вторичных часов, выход второго счетчика 16 соединен с выходной клеммой Вых 3 вторичных часов. На транспортируемых часах 2 выход стандарта частоты соединен с первым входом кодирующего блока 18 и со вторыми входами первого счетчика 24 датчика 25 контрольного времени, следящего фильтра 29 и второго счетчика 30,. выход кодирующего блока 18 подключен ко входу передатчика 19, а второй и третий входы соединены соответственно с выходами следящего фильтра 29 и второго счетчика 30, выход передатчика 19 подключен к передающей антенне

20, первая приемная антенна 21 подключена ко входу первого радиоприемника 22, выход которого соединен со входом декодирующего блока 23, выход которого подключен к первому входу первого счетчика 24, первый и второй выходы которого соединены соответственно с первым входом датчика 25 контрольного времени и вторым входом регистрирующего устройства 26, первый вход регистрирующего устройства 26 соединен с выходом датчика 25 контрольного времени, выход регистрирующего устройства 26 соединен с выходной клеммой Вых 1 транспортируемых часов 2, вторая приемная антенна 27 подключена ко входу второго радиоприемника 28, выход которого соединен с первым входом следящего фильтра 29, выход которого соединен с первым входом второго счетчика 30 и выходной клеммой Вых' 2 транспортируемых часов, выход счетчика 30 соединен с выходной клеммой Вых .3 транспортируемых часов.

Система синхронизаций вторичных часов по радиосигналам работает следующим образом.

На вторичных часах 1 принимают радиосигналы точного времени, передаваемые наземными станциями, и с помощью приемноизмерительного тракта, состоящего из антенны 13, радиоприемника 14, и следящего фильтра 15, формируют на выходе 2 вторичных часов 1 сигнал, характеризующий поправку на положение временной шкалы стандарта 3 времени относительно принимаемых сигналов времени. Для точного определения поправки на положение временной шкалы стандартов 3 времени 1.7 используется встречная передача их сигналов времени с помощью идентичных приемопередающих трактов: для передачи со вторичных часов 1 - кодирующий блок 4, радиопередатчик 5, антенна 6; для приема на транспортируемых часах 2 - антенна

21, радиоприемник 22, декодирующий блок 23, счетчик 24, датчик 25 контрольного времени и ^гистрирующий блок 26. Сигнал на выходе 1 транспортируемых часов характеризует поправку на положение временной шкалы транспортируемых часов, к которой добавлена задержка, определяемая временем прохождения радиосигналов . между вторичными часами 1 и транспортируемыми часами 2. Аналогичные тракты используются при передаче c^irHajjoB времени с транспортируемых часов 2 (кодирующий блок 18, радиопередатчик 19, антенна 20) и при приеме их на вторичных часах 1 (антенна 7, радиоприемник 8, декодирующий блок 9, счетчик 10, датчик 11 контрольного времени и регистрирующий блок 12). На выходе Вых 1 вторичных часов 1 формируется такой же сигнал, как и на выходе Вых 1 транспортируемых часов 2. Совместная обработка сигналов с выходов Вых 1 обоих часов позволяет определить поправку на положение их временных шкал без влияния неопределенного времени распространения радиосигналов между транспортируемыми и вторичными часами. Поэтому можно считать, что сигнал на выходе Вых 1 вторичных часов 1 характеризует поправку на положение временной шкалы стандарта 3 времени по отношению к временной шкале транспортируемых часов 2 или, что тоже по отношению к временной шкале наземной передающей станции, излучающей радиосигналы точного времени РСТВ.

Разностный сигнал между сигналами с выходов Вых 2 и Вых 1 вторичных часов характеризует суммарную задержку, определяемую влиянием вторичных излучений на фазу принимаемых радиосигналов и временем их прохождения от наземной передающей станции до вторичных часов 1.

Раздельное измерение этих составляющих обеспечивается следующим образом, На транспортируемых часах 2, свободных от влияния вторичных излучений местных (для вторичных часов 1) предметов также принимаются и измеряются радиосигналы точного времени наземной станции с помощью антенны 13, радиоприемника 14, следящего фильтра 15 и счетчика 16. При этом сигнал с выхода Вых 2 характеризует точную часть поправки (в долях фазового цикла), а сигнал с выхода Вых 3 - грубую часть (в целых циклах) . Эти сигналы принимаются на вторичных часах 1 (точная поправка - со второго выхода, а грубая - с третьего выхода декодирующего блока) и используются в счетчике 16 для определения разницы в результатах измерений, выполненных одновременно по одним и тем же сигналам, но в различных условиях. Если влияния вторичных излучений нет - сигнал с третьего выхода вторичных часов показывает нулевую поправку, если есть - поправка измеряется с точностью, определяемой инструментальными ошибками. Поэтому вычитание сигналов со второго и третьего выходов вторичных часов из сигналов с первого выхода позволяет определить точную часть задержки, определяемой сигналом с первого выхода, которая в этом случае определяется только временем: распространения радиосигналов. При этом грубая часть задержки определяется

Ί сигналом с четвертого выхода вторичных часов 1.

Таким образом, повышение точ,ности синхронизации достигается введением на транспортируемых часах приемноиэмерительного тракта для радиосигналов наземных станций и связей, обеспечивающих передачу результатов измерений на вторичные часы, и введением на вторичных

I часах счетчика, позволяющего фиксировать разность результатов измерений по сигналам наземных станций^ подученных на вторичных часах и на транспортируемых часах.

Claims

(54) СИСТЕМА СИНХРОНИЗАЦИИ ВТОРИЧНЫХ ЧАСОВ ПО РАДИОСИГНАЛАМ сы содержат стандарт времени, кодирующий блок, радиопередатчик, передающую антенну, первую приемную антенну , радиоприемник, декодирующий блок, счетчик, датчик контрольного времени и регистрирующее устройство причем стандарт времени, кодирующий блок, радиопередатчик и передающа антенны соединены последователь но, первый выход счетчика подключен к первому входу датчика контрольного времени, выход которого соединен с первым входом регистрирующего устройства, второй вход которого подключен ко второму выходу счетчика , вторые входы счетчика и датчика контрольного времени соединены с выходом стандарта времени, выход регистрирующего устройства соединен с выходной клеммой транспортируемых часов 2. Недостатком такой системы синхро низации вл етс отсутствие учета составл ющей задержки распространени радиосигналов, вызванной ошибко преобразовани первичного пол подаю щей электромагнитной волны в сигнал на выходе приемной антенны, из-за вли ни вторичных полей. Цель изобретени - повышение точ ности синхронизации путем учета сос тавл ющей задержки распространени радиосигналов за счет вли ни вторичных полей. Цель достигаетс тем, что на транспортируемых часах системы введены втора приемна антенна, второ радиоприемник г след щий фильтр, вто рой счетчик, причем вход второго радиоприемника подключен ко второй приемной антенне, выход - к первому входу след щего фильтра, второй вхо которого соединен с выходом стандар та времени, а выход - со вторым вхо дом кодирующего блока и входом второго счетчика, выход которого подключен к третьему входу декодирующе го блока, второй вход - к выходу стандарта времени, -выход след щего фильтра и выход второго счетчика соединены соответственно со второй и третьей выходными клеммами транспортируемых часов, на вторичных часах введены второй счетчик, причем первый и второй входы второго счетчика соединены соответственно с выходом след щего фильтра и вторым выходом декодирующего блока, выход второго счетчика и второй выход дек дирующего блока соединены соответственно с третьей и четвертой выход ными клеммами вторичных часов. На фиг. 1 приведена обобщенна схема системы синхронизации; на фиг. 2 и 3 - структурные схемы вторичных и транспортируемых часов соответственно. Система содержит вторичные часы транспортируемые часы 2, на вторичных часах - стандарт 3 времени, кодирующий блок 4, радиопередатчик 5, передающа антенна б передающего тракта, перва приемна антенна 7, первый радиоприемник 8, декодирующий блок 9, счетчик 10, датчик 11 контрольного времени и регистрирующий блок 12 приемноизмерительного тракта дл сигналов, передаваемых с транспортируемых часов, втора приемна антенна 13, второй радиоприемник 14, след щий фильтр 15 и второй счетчик 16приемноизмерительного тракта дл сигналов наземных станций, на транспортируемых часах - стандарт 17 времени , кодирующий блок 18, радиопередатчик 19 и передающа антенна 20 передающего тракта, перва приемна антенна 21, радиоприемник 22, декодирующий блок 23, первый счетчик 24, датчик 25 контрольного времени и регистрирующее устройство 26 приемноизмери1ельного тракта дл сигналов, передаваемых со вторичных часов, втора приемна антенна 27, второй радиоприемник 28, след щий фильтр 29 и второй счетчик 30 приемноизмерительного тракта дл сигналов наземных .станций. На вторичных часах 1 стандарт 3 частоты, кодирующий блок 4, передатчик 5 и передающа антенна б соединены последовательно, вход первого радиоприемника 8 подключен к первой приемной антенне 7, а выход ко входу декодирующего блока 9, первый выход которого соединен с первым входом первого счетчика 10, второй со вторым входом второго счетчика 16, а третий соединен с выходной клеммой Вых 4 вторичных часов, первый и второй выходы первого счетчика 10 соединены соответственно с первым входом датчика 11 контрольного времени и вторым входом регистрирующего устройства 12, первый вход которого соединен с выходом датчика 11 контрольного в-ремени, а выход - с выходной клеммой Вых 1 вторичных часов, выход стандарта 3 времени соединен со вторыми вxoдa ш перв.ого счетчика 10, датчика 11 контрольного времени и след щего фильтра 15, втора приемна антенна 13 подключена ко входу второго радиоприемника 14, выход которого соединен с первым входом след щего фильтра 15, выход которого соединен с первым входом второго счетчика. 16 и выходной клеммой Вых 2 вторичных часов, выход второго счетчика 16 соединен с выходной клеммой Вых 3 вторичных часов. На транспортируемых часах 2 выход стандарта 17частоты соединен с первым входом кодирующего блока 18 и со вторьоми входами первого счетчика 24 датчика 25 контрольного времени, след щего фильтра 29 и второго счетчика 30,. выход кодирующего блока 18 подключен . ко входу передатчика 19, а второй и третий входы соецннены соответстве но с выходами след щего фильтра 29 второго счетчика 30,выход передатчи ка 19 подключен к передающей антенн 20,перва приемна антенна 21 под ключена ко входу первого радиоприемника 22, выход которого соединен со входом декодирующего блока 23, выход которого подключен к первому входу первого счетчика 24, первый и второй выходы которого соединены со ответственно с первым входом датчика 25 контрольного времени и вторым входом регистрирующего устройст ва 26, первый вход регистрирующего устройства 26 соединен с выходом датчика 25 контрольного времени, выход регистрирующего устройства 26 соединен с выходной Вых 1 транспортируемых часов 2, втора приемна антенна 27 подключена ко входу второго радиоприемника 28, выход которого соединен с первым входом след щего фильтра 29, выход которого соединен с первым входом второго счетчика 30 и выходной клем мой Вых 2 транспортируемых часов, выход счетчика 30 соединен с выходной клеммой Вых 3 транспортируемых .часов. Система синхронизации вторичных часов по радиосигналам работает следующим образом. На вторичных часах 1 принимают радиосигналы точного времени, передаваемые наземными станци ми, и с помощью приемноизмерительного тракта , состо щего из антенны 13, радио приемника 14, и след щего фильтра 1 формируют на выходе 2 вторичных часов 1 сигнал, характеризующий по равку на положение временной шкалы стандарта 3 времени относительно принимаемых сигналов времени. Дл точного определени поправки на пол жение временной шкалы стандартов 3 времени 17 используетс встречна передача их сигналов времени с помощью идентичных приемопередающих трактов: дл передачи со втори,чных часов 1 - кодирующий блок 4, радиопередатчик 5, антенна 6f дл приема на транспортируемых часах 2 - антен 21,радиоприемник 22, дeкoдиps oщий блок 23, счетчик 24, х атчик 25 контрольного времени и ггистрирующий блок 26. Сигнал на выходе 1 транспортируемых часов характеризуе поправку на положение временной шка лы транспортируемых часов, к которо добавлена задержка, определ ема временем прохождени радиосигналов между вторичными часами 1 и транспортируемыми часами 2. Аналогичные тракты используютс при передаче cjirHajjOB времени с транспортируемых часов 2 (кодирующий блок 18, радиопередатчик 19, антенна 20) и при приеме их на вторичных часах 1 ( антенна 7, радиоприемник 8, декодирующий блок 9, счетчик 10, датчик 11 контрольного времени и регистрирующий блок 12). На выходе Вых 1 вторичных часов 1 формируетс такой же сигнал, как и на выходе Вых 1 транспортируемых часов 2, Совместна обработка сигналов с. выходов Вых 1 обоих часов позвол ет определить поправку на положение их временных шкал без вли ни неопределенного времени распространени радиосигналов между транспортируемыми и вторичными часами. Поэтому можно считать, что сигнал на выходе Вых 1 вторичных часов 1 характеризует поправку на положение временной шкалы стандарта 3 времени по отношению к временной шкале транспортируемых часов 2 или, что тоже по отношению к временной шкале наземной передающей станции, излучающей радиосигналы точного времени РСТВ. Разностный сигнал между сигналами с выходов Вых 2 и Вых 1 вторичных часов характеризует суммарную задержку , определ емую вли нием вторичных излучений на фазу принимаемых радиосигналов и временем их прохождени от наземной передающей станции до вторичных часов 1. Раздельное измерение этих составл ющих обеспечиваетс следующим образом . На транспортируемых часах 2, свободных от вли ни вторичных излучений местных (дл вторичных часов 1) предметов также принимаютс и измер ютс радиосигналы точного времени наземной станции с помощью антенны 13, радиоприемника 14, след щего фильтра 15 и счетчика 16. При этом сигнал с выхода Вых 2 характеризует точную часть поправки (в дол х фазового цикла), а сигнал с выхода Вых 3 - грубую часть (в целых циклах ) . Эти сигналь принимаютс ма вторичных часах. 1 (точна поправка - со второго выхода, а груба - с третьего выхода декодирующего блока) и используютс в счетчике 16 дл определени разницы в результатах измерений, выполненных одновременно по одним и тем же сигналам, но в различных услови х . Если вли ни вторичных излучений нет - сигнал с третьего выхода вторичных часов показывает нулевую поправку, если есть - поправка измер етс с точностью, определ емой инструментальными ошибками. Поэтому вычитание сигналов со второго и третьего выходов вторичных часов из сигналов с первого выхода позвол ет определить точную часть задержки, определ емой сигналом с первого выхода , котора в этом случае определ етс только временем: распространени радиосигналов. При этом груба часть задержки определ етс сигналом с четвертого выхода вторичных часов 1. Таким образом, повышение точ ,ности синхронизации достигаетс введением на транспортируемых часах приемноиэмерительного тракта дл радиосигналов наземных станций и св зей, обеспечивающих передачу результатов измерений на вторичные часы, и введением на вторичных 1 часах счетчика, позвол ющего фиксировать разность результатов измерений по сигналам наземных станций подученных на вторичных часах и на транспортируемых часах. Формула изобретени Система синхронизации вторичных часов по радиосигналам точного времени , передаваемым наземной радиостанцией , включающа св занные радио каналом вторичные и транспортируемые часы, при этом вторичные часы содержат стандарт времени, кодирующий блок, радиопередатчик, передающую антенну, первую приемную антенну , первый радиоприемник, декодирую щий блок, счетчик, датчик контрольного времени, регистрирующее устрой ство, вторую приемную антенну, втор радиоприемник и след щий фильтр,при стандарт времени,кодирующий блок,радиопередатчик и передающа антенна с единены последовательно,перва -прием на антенна,декодирующий блок и перв вход счетчика соединены последовательно , первый выход счетчика подключен к первому входу датчика конт рольного времени, выход которого со динен с первым входом регистрирующего устройства, второй вход которо го подключен ко второму выходу счет чика, вторые входы счетчика и датчи ка контрольного времени соединены с. выходом стандарта времени, втора приемна антенна, второй радиоприемник и первый вход след щего фильт ра соединены последовательно, второ вход след щего фильтра подключен К выходу стандарта времени, выход регистрирующего устройства соединен с первой выходной клеммой, а выходслед щего фильтра - со второй выходной клеммой вторичных часов, а транспортируемые часы содержат стан дарт времени, кодирующий ради передатчик, передающую антенну, пер вую приемную антенну, радиоприемник , декодирующий блок, счетчик. датчик контрольного времени и регистрирующее устройство, причем стандарт времени, кодирующий блок, ращиопередатчик и передающа антенна соединены последовательно, приемна антенна, радиоприемник, декодирующий блок и первый вход счетчика соединены последовательно, первый выход счетчика подключен к первому входу датчика контрольного времени, выход которого соединен с первым входом регистрирующего устройства второй вход которого подключен к второму ВЕЛходу счетчика, вторые входы счетчика и датчика контрольного времени соединены с выходом стандарта времени, выход регистрирующего устройства соединен с выходной кле-чмой транспортируемых часов, отличающа с тем, что, с целью повышени точности синхронизации пу- тем учета составл ющей задержки распространени радиосигналов за счет вли ни вторичных полей, на транспортируемых часах системы введены втора приемна антенна, второй радиоприемник , след щий фильтр, второй счетчик, причем вход второго радиоприемника подключен ко второй приемной антенне , выход - к первому входу след щего фильтра, .второй вход которого соединен с выходом стандарта времени, а выход - со вторым входом кодирующего , блока и первым входом второго счетчика, выход которого подключен к третьему входу декодирующего блока, второй вход - к ВЫХОДУ стандарта времени , выход след щего фильтра и выход второго счетчика соединены соответственно со второй и третьей выходными клеммами транспортируемых часов , на вторичных часах введен второй счетчик, причем первый и второй входы второго счетчика соединены соответственно с выходом след щего фильтра и вторым выходом декодирующего блока, выход второго счетчика и второй выход декодирующего блока соединены соответственно с третьей и четвертой выходными клеммами вто- ричных часов, Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Палий Т.Н. Синхронизаци высокоточных мер времени и частоты. Сб, стандартов. М., 1976, разделы IV-VI.
2.Врем и частота. Под ред. Дж. Джесперсена. Пер. с англ. М., .Мир, 1973 (прототип).

830287 PCTf.