[发明专利]卫星数字电视授时用户接收系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种卫星数字电视授时技术以及高精度时间应用领域，具体涉及到一种能准确接收卫星数字电视授时信号的用户接收系统及方法。

背景技术

自八十年代起，我国的科技工作者就开始了利用卫星模拟电视信号进行传递标准时间频率的技术与方法研究。在中央电视台一套、二套节目发播期间，将电视信号逆程的第16行内以行同步前沿为基准，插入包括标准频率、秒脉冲、标准时码等信息。插入时频信息的电视信号经调制、上变频、功放后，由大口径定向天线向卫星发送，完成卫星模拟电视授时信号的发播。各地卫星下行接收站通过卫星电视信号用户接收机对CCTV含时间码信息的电视信号进行解调得出时间码和标准秒，作为各电视台播出系统的时间基准。上述的利用电视信号进行授时的方法和系统是建立在模拟电视系统基础上的。

随着卫星数字电视的快速发展，国家也制定了相应的标准：GB/T17700-1999《卫星数字电视广播信道编码和调制标准》，规定中国的卫星数字电视系统采用DVB-S标准。

目前，利用卫星模拟电视信号传递标准时间频率的授时系统已停止使用。为了获取高精度的卫星数字电视授时信号，亟需发明一种能接收卫星数字电视授时信号，并能自动完成高精度定时的用户接收系统及方法。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种能够自动完成高精度定时且能够实现与基准协调世界时时间精确同步的卫星数字电视授时用户接收系统。

本发明的另一个目的在于提供一种定时精度高、误差小，稳定性好的卫星数字电视授时用户接收方法。

解决上述技术问题的技术方案是：

卫星数字电视授时用户接收系统，包括卫星地面接收天线单元、卫星数字电视接收机、串行数字接收器、现场可编程逻辑阵列、秒驱动输出、第一程序存储器、高稳晶振、ARM7微处理器、液晶屏、数据存储器以及第二程序存储器；

卫星地面接收天线单元：接收卫星的下行射频信号，并对下行射频信号进行低噪声放大和一次变频，形成一次变频信号；

卫星数字电视接收机：通过电缆与卫星地面接收天线单元相连，接收一次变频信号，经解调后输出异步串行接口信号；

串行数字接收器：通过异步串行接口与卫星数字电视接收机连接，异步串行接口信号经串行数字接收器后产生出串行数据流和时钟信号；

现场可编程逻辑阵列：一个输入端通过数据线与串行数据接收器相连，接收串行数字接收器输出的串行数据流和时钟信号，提取节目时钟参考值和协调世界时值以及解调授时电文，并能够产生纳秒级的秒脉冲信号经秒驱动输出；

第一程序存储器：通过导线与现场可编程逻辑阵列相连，存储现场可编程逻辑阵列的运行程序；

ARM7微处理器：通过总线与现场可编程逻辑阵列相连，读取现场可编程逻辑阵列恢复出的传输数据流，从传输数据流中解出授时电文中的节目时钟参考值、协调世界时值、星历预测模型参数值以及卫星转发器出口准确时间参数值，计算得出卫星下行时延值，控制现场可编程逻辑阵列中的时间保持模块进行时延修正后，产生出秒脉冲信号并经驱动后输出，ARM7微处理器通过时码输出串行接口输出时码信号；

液晶屏：通过导线与ARM7微处理器的一输出端口相连，显示标准时间；

数据存储器：通过数据线与ARM7微处理器的另一输出口相连，用于存储ARM7微处理器计算过程的中间值以及最终结果；

第二程序存储器：通过导线与ARM7微处理器相连，保存ARM7微处理器的全部控制程序。

上述一次变频信号的频率为950～2150MHz。

上述异步串行接口信号经串行数字接收器后产生出串行数据流和时钟信号，输出速率为270Mb/s。

一种利用上述的卫星数字电视授时用户接收系统的接收方法，该方法由以下步骤实现：

1）ARM7微处理器读取现场可编程逻辑阵列恢复出的传输数据流，从传输数据流中解出授时电文，并将授时电文中获取的协调世界时值置入现场可编程逻辑阵列的本地时间保持模块中，完成时间粗同步；

2）完成时间粗同步后，ARM7微处理器再读取现场可编程逻辑阵列输出的含有授时电文，从授时电文中提取星历预测模型参数值、节目时钟参考值、协调世界时值以及卫星转发器出口准确时间参数值；

3）利用用户在坐标系中的位置以及星历预测模型参数值，计算出卫星信号下行传播时延值，计算公式为：