一種多模高精度授時系統(tǒng)及其授時方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于全網(wǎng)時間同步領(lǐng)域，特別涉及一種多模高精度授時系統(tǒng)及其授時方法。
【背景技術(shù)】
[0002]全網(wǎng)時間同步主要是采用時間同步系統(tǒng)對網(wǎng)絡(luò)內(nèi)各時鐘進(jìn)行高精度授時，時間同步系統(tǒng)采用的時鐘源和授時算法會直接影響所屬網(wǎng)絡(luò)授時的精確性和可靠性，而目前的時間基準(zhǔn)基本上都依賴衛(wèi)星時鐘源GPS授時，鑒于GPS時間隸屬于美國，GPS信號精度受美國軍方控制，不能保證時刻提供準(zhǔn)確可靠、性能穩(wěn)定的衛(wèi)星授時信號。因此，在GPS授時的基礎(chǔ)上引入其他授時源并能夠提供精度高、可靠性好、性能穩(wěn)定的衛(wèi)星授時系統(tǒng)將十分必要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種多模高精度授時系統(tǒng)，本發(fā)明以衛(wèi)星時間和IRIG-B碼作為參考源，一旦丟失外部參考源，本發(fā)明將進(jìn)入自動守時狀態(tài)，而且本發(fā)明具有精度高、可靠性好、性能穩(wěn)定的特點(diǎn)。
[0004]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了以下技術(shù)措施:
[0005]—種多模高精度授時系統(tǒng)，包括北斗授時單元、GPS授時單元、IRIG-B授時單元、馴服守時單元、以及授時算法單元，其中，
[0006]北斗授時單元，用于接收北斗衛(wèi)星信號，并輸出符合NMEA0183協(xié)議的北斗時間信號以及北斗秒脈沖信號至授時算法單元的信號輸入端；
[0007]GPS授時單元，用于接收GPS衛(wèi)星信號，并輸出符合NMEA0183協(xié)議的GPS時間信號以及GPS秒脈沖信號至授時算法單元的信號輸入端；
[0008]IRIG-B授時單元，用于接收IRIG-B碼信號，并輸出符合IRIG-B碼協(xié)議的IRIG-B直流碼至授時算法單元的信號輸入端；
[0009]馴服守時單元，用于接收北斗秒脈沖信號、GPS秒脈沖信號、以及IRIG-B秒脈沖信號，并輸出馴服后的秒脈沖信號至授時算法單元的信號輸入端，所述馴服守時單元與授時算法單元之間雙向通信連接；
[0010]授時算法單元，用于將所述IRIG-B直流碼解算為IRIG-B時間信號和IRIG-B秒脈沖信號，并判斷所述北斗時間信號、GPS時間信號、以及IRIG-B時間信號的有效性，從而得到北京時間，最終輸出授時時間和授時秒脈沖，所述授時算法單元的信號輸入端連接北斗授時單元、GPS授時單元、IRIG-B授時單元的信號輸出端。
[0011]優(yōu)選的，所述北斗授時單元包括北斗衛(wèi)星接收電路、第一電平轉(zhuǎn)換電路、以及第一信號隔離電路，所述北斗衛(wèi)星接收電路用于接收北斗衛(wèi)星信號，北斗衛(wèi)星接收電路的信號輸出端連接第一信號隔離電路的信號輸入端，所述第一電平轉(zhuǎn)換電路的信號輸出端連接北斗衛(wèi)星接收電路、第一信號隔離電路的信號輸入端，所述第一電平轉(zhuǎn)換電路的信號輸入端連接授時算法單元的信號輸出端，所述第一信號隔離電路的信號輸出端連接授時算法單元的信號輸入端。
[0012]優(yōu)選的，所述GPS授時單元包括GPS衛(wèi)星接收電路、第二電平轉(zhuǎn)換電路、以及第二信號隔離電路，所述GPS衛(wèi)星接收電路用于接收GPS衛(wèi)星信號，GPS衛(wèi)星接收電路的信號輸出端連接第二信號隔離電路的信號輸入端，所述第二電平轉(zhuǎn)換電路的信號輸出端連接GPS衛(wèi)星接收電路、第二信號隔離電路的信號輸入端，所述第二電平轉(zhuǎn)換電路的信號輸入端連接授時算法單元的信號輸出端，所述第二信號隔離電路的信號輸出端連接授時算法單元的信號輸入端。
[0013]優(yōu)選的，所述IRIG-B授時單元包括第三電平轉(zhuǎn)換電路和光電轉(zhuǎn)換電路，所述光電轉(zhuǎn)換電路用于接收IRIG-B碼信號，光電轉(zhuǎn)換電路的信號輸入端連接第三電平轉(zhuǎn)換電路的信號輸出端，光電轉(zhuǎn)換電路的信號輸出端連接授時算法單元的信號輸入端，所述第三電平轉(zhuǎn)換電路的信號輸入端連接授時算法單元的信號輸出端。
[0014]優(yōu)選的，所述馴服守時單元包括如下組成部分:
[0015]第四電平轉(zhuǎn)換電路，其信號輸入端連接授時算法單元的信號輸出端，所述第四電平轉(zhuǎn)換電路的兩個信號輸出端分別連接第三信號隔離電路、馴服守時電路的信號輸入端；
[0016]第三信號隔離電路，其信號輸入端連接馴服守時電路的信號輸出端，所述第三信號隔離電路用于輸出本地秒脈沖信號至授時算法單元的信號輸入端；
[0017]馴服守時電路，用于接收來自授時算法單元的北斗秒脈沖信號、GPS秒脈沖信號、IRIG-B秒脈沖信號，當(dāng)馴服守時電路的信號輸入端丟失北斗秒脈沖信號、GPS秒脈沖信號、IRIG-B秒脈沖信號，所述馴服守時電路進(jìn)入守時狀態(tài)，馴服守時電路的信號輸出端輸出馴服后的本地秒脈沖信號。
[0018]優(yōu)選的，所述授時算法單元包括如下組成部分:
[0019]微處理器，用于接收分別來自第一信號隔離電路、第二信號隔離電路、光電轉(zhuǎn)換電路的北斗時間信號和北斗秒脈沖信號、GPS時間信號和GPS秒脈沖信號、IRIG-B直流碼，所述微處理器將所述IRIG-B直流碼解算為IRIG-B時間信號和IRIG-B秒脈沖信號，微處理器并將所述北斗秒脈沖信號、GPS秒脈沖信號、IRIG-B秒脈沖信號傳送至馴服守時電路，微處理器接收第三信號隔離電路輸出的本地秒脈沖信號，所述微處理器的信號輸入端連接電源轉(zhuǎn)換電路的信號輸出端，微處理器的兩個信號輸出端分別連接狀態(tài)指示電路、輸出接口電路；
[0020]電源轉(zhuǎn)換電路，其信號輸出端連接第一電平轉(zhuǎn)換電路、第二電平轉(zhuǎn)換電路、第三電平轉(zhuǎn)換電路、第四電平轉(zhuǎn)換電路的信號輸入端；
[0021]狀態(tài)指示電路，用于指示所述授時算法單元的工作狀態(tài)和供電情況；
[0022]輸出接口電路，輸出符合接口標(biāo)準(zhǔn)的授時時間和授時秒脈沖；
[0023]第四信號隔離電路，所述授時時間和授時秒脈沖經(jīng)過第四信號隔離電路隔離后輸出，所述第四信號隔離電路的信號輸入端連接輸出接口電路的信號輸出端。
[0024]進(jìn)一步的，所述北斗衛(wèi)星接收電路的型號為中國泰斗微電子科技有限公司生產(chǎn)的TD3020T模塊，所述GPS衛(wèi)星接收電路的型號為瑞士 U-blox公司生產(chǎn)的LEA-M8T模塊，所述馴服守時電路的型號為中國天馬電訊科技有限公司生產(chǎn)的CM5503時鐘模塊，所述微處理器型號為美國Microsemi公司生產(chǎn)的SmartFus1n2系列的M2S025T芯片。
[0025]本發(fā)明還同時提供了上述一種多模高精度授時系統(tǒng)的授時方法，即:
[0026]S1、所述微處理器收到第一信號隔離電路輸出的北斗時間信號，微處理器根據(jù)NMEA0183協(xié)議解析所述北斗時間信號并判斷其有效性;若所述北斗時間信號有效，則將北斗時間信號解算成標(biāo)準(zhǔn)北京時間并存入北斗時間緩存中，且設(shè)置北斗時間標(biāo)志為有效，否貝IJ，設(shè)置北斗時間標(biāo)志為無效；
[0027]S2、所述微處理器收到第二信號隔離電路輸出的GPS時間信號，微處理器根據(jù)NMEA0183協(xié)議解析所述GPS時間信號并判斷其有效性;若所述GPS時間信號有效，則將GPS時間信號解算成標(biāo)準(zhǔn)北京時間并存入GPS時間緩存中，且設(shè)置GPS時間標(biāo)志為有效，否則，設(shè)置GPS時間標(biāo)志為無效；
[0028]S3、所述微處理器收到光電轉(zhuǎn)換電路輸出的IRIG-B直流碼，微處理器根據(jù)IRIG-B碼協(xié)議解算出IRIG-B時間信號和IRIG-B秒脈沖信號，所述微處理器解析IRIG-B時間信號并判斷其有效性;若所述IRIG-B時間信號有效，則將IRIG-B時間信號解算成標(biāo)準(zhǔn)北京時間并存入IRIG-B時間緩存中，且設(shè)置IRIG-B時間標(biāo)志為有效，否則，設(shè)置IRIG-B時間標(biāo)志為無效；
[0029]S4、所述微處理器判斷北斗時間標(biāo)志、GPS時間標(biāo)志、IRIG-B時間標(biāo)志是否有效；
[0030]若北斗時間標(biāo)志為有效，所述微處理器將北斗時間緩存中的標(biāo)準(zhǔn)北京時間設(shè)置為本地系統(tǒng)時間，并將第一信號隔離電路輸出的北斗秒脈沖信