[发明专利]一种卫星导航授时守时在时钟同步系统中的解决方法

说明书

技术领域

本发明涉及时钟同步技术领域，具体涉及一种卫星导航授时守时在时钟同步系统中的解决方法。

背景技术

军工系统、金融系统、电信系统、电力系统在运行时都需要对时间、频率进行同步，时间频率标准的发展对于国家的经济、科学技术以及社会和国防安全有十分重要的意义。目前，时间频率标准的授时同步途径正在由短波、长波、电视等技术手段向导航卫星发展。利用导航卫星进行授时同步的主要原理是，通过导航卫星信号接收模块接收卫星信号，根据接收到的导航卫星信号中的1PPS(秒脉冲)信号实现系统授时及网络时钟同步。

相位是与电路结构有关的参数，交流电的大小和方向是随时间变化的，相位是反映交流电任何时刻的状态的物理量。

两个频率相同的交流电相位的差叫做相位差，或者叫做相差。这两个频率相同的交流电，可以是两个交流电流，可以是两个交流电压，可以是两个交流电动势，也可以是这三种量中的任何两个。

相位测量是正弦信号经过不同的时间或不同的网络后可以有不同的相位。通常所谓相位测量是指对两个同频率信号之间相位差的测量。最常见的是对网络输入与输出信号的相位差，即网络相移的测量。能提供固定或可变相移量的无耗二端口网络称为固定或可变移相器。

在电力系统中，为了保证电力系统的稳定运行，需要控制系统中关键点位间的电压相位差。

发明内容

本发明的主要目的是提供一种卫星导航授时守时在时钟同步系统中的解决方法，采用卫星导航高精度授时子系统作为标准时间信号来进行精确的相位测量。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种基于卫星导航高精度授时的相位测量系统，包括卫星导航高精度授时子系统、时间同步子系统、多个采样脉冲获取模块、双踪示波器；

所述卫星导航高精度授时子系统用于向时间同步子系统提供高精度的PPS基准信号；

所述时间同步子系统用于通过接收高精度的PPS基准信号使多个采样脉冲获取模块与卫星导航高精度授时子系统的时间保持同步；

所述采样脉冲获取模块用于获取同一时间的待测量点的采样脉冲信号；

所述双踪示波器用于将同一时间的待测量点的采样脉冲信号同时加到两个Y通道，根据两个波形的时间间隔ΔT与波形周期T的比，计算相位差Φ，Φ＝360*(ΔT/T)。

进一步地，所述卫星导航高精度授时子系统包括：

卫星信号接收模块，用于跟踪接收多颗导航卫星发出的卫星PPS信号；

工作状态判断模块，用于实时监控卫星信号接收模块跟踪到的卫星数量，进而判断授时子系统的工作状态为授时状态或守时状态；

晶振控制模块，用于通过一控制参数，控制恒温晶振输出的本地时钟信号的频率；

恒温晶振，用于在晶振控制模块的控制下输出本地时钟信号；

采样模块，用于对本地时钟信号进行采样，反馈给晶振控制模块和基准信号输出模块；

基准信号输出模块，用于向外部输出PPS基准信号；

恒温模块，用于监控恒温晶振、晶振控制模块和采样模块的温度变化，并将其控制在恒定温度；

其中，当授时子系统工作于授时状态下时，晶振控制模块根据卫星PPS信号对恒温晶振进行驯服，使恒温晶振输出的本地时钟信号的频率调整为卫星PPS信号的标称频率，同时，记录控制参数的变化情况；基准信号输出模块对调整后的本地时钟信号进行分频处理，得到PPS基准信号进行输出；

当授时子系统工作于守时状态下时，晶振控制模块根据控制参数在授时状态下的变化情况，对本地时钟信号的频率进行补偿调整；基准信号输出模块对补偿调整后的本地时钟信号进行分频处理，得到PPS基准信号进行输出。

进一步地，所述恒温模块、恒温晶振、晶振控制模块和采样模块通过一外壳密封在一个密闭空间内，所述恒温模块包括环境温度传感器、恒温控制模块和加热模块；

所述环境温度传感器用于检测密闭空间的温度；

所述加热模块用于工作使密闭空间温度上升；

所述恒温控制模块包括一比较器，用于比较环境传感器温度与比较器自身设定温度值；若环境传感器检测温度低于比较器设定温度值，恒温控制模块控制加热模块工作，使密闭空间温度稳定；若环境传感器检测温度高于比较器设定温度值时，停止加热模块的工作。