[发明专利]无溯源参考条件下时间统一系统时间自主同步方法

说明书

本发明提供了一种无溯源参考条件下时间统一系统时间自主同步方法，测量时间统一系统输出时间与溯源参考之间的时间差数据；若系统正常，对时间差数据作最小二乘拟合，预测下一整点时刻时间统一系统输出时间与溯源参考时间之差，根据时间差数据的拟合函数计算得到频率控制量，对频率标准的频率进行调整；若系统异常，以最小二乘法求出时间差数据序列的拟合函数，预测下一调整周期内时间统一系统输出时间与溯源参考时间的时差，进而计算频率调整增量。本发明能够在时间溯源设备异常的条件下，依然与溯源参考时间保持高精度同步。

技术领域

本发明涉及一种在无时间溯源参考条件下，时间统一系统时频信号与溯源参考时间自主同步的方法。

背景技术

时间统一系统是提供溯源参考时间信号和标准频率信号以实现整个系统的时间和频率的高精度同步，由各种电子设备组成的一套完整系统，简称“时统”。时统一般由频率标准、相位微调器、时间传递接收机、时间间隔计数器、数字钟、时频信号分配器和控制计算机等组成。高精度的时间统一系统一般配备原子钟作为频率标准。当原子钟自由振荡时，由于其固有频率老化特性或受其他环境因素的影响，原子钟输出的时间、频率信号具有明显的漂移特性。如果不对它们进行实时调整，时统输出的时间将逐渐偏离溯源参考时间。因此，时间统一系统为了提供溯源参考时间，必须对其输出的时频信号进行控制，使时统时间与国家溯源参考时间保持同步。在计量学的量值传递中，这种做法称为溯源。

现在的时统大多以授时型接收机、GNSS卫星共视、卫星双向时间传递或光纤时间传递等技术手段实现高精度的时间溯源。

为了实现时间溯源，时间统一系统首先用以上技术手段之一测量出时统时间与溯源参考时间的时差，根据时差结果，对原子钟输出的频率和相位进行精密的调整与控制，使时统时间与溯源参考时间同步。实现时间同步的调整与控制技术称为钟驾驭技术。实现对原子钟输出的频率和相位进行调整与控制的设备称为相位微调器。在高精度的时间应用场合，如守时与授时系统、卫星导航、航天和导弹试验、高速通信系统等，一般不采用“简单粗暴”的直接调整信号相位的方法，而是以不破坏原子钟稳定度为原则，结合原子钟的稳定度指标，使用最小化控制调整策略，保持输出的实时物理信号的准确度和稳定度，“缓步微调”信号频率，达到时间同步的目的。

在时间溯源设备工作稳定时，可以实时得到时统输出时间与溯源参考时间的时差，通过对原子钟的频率和相位进行精密的调整与控制，时间统一系统可以实现较高的时间同步精度。但当溯源参考时间异常，无法提供时差数据时，由于时统内频率标准固有的频率漂移特性，如果不对其进行调整与控制，时间统一系统输出的时间将逐渐与溯源参考时间偏离，造成系统失效。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供一种无溯源参考条件下时间统一系统时间自主同步方法，能够使时间统一系统在时间溯源设备异常，无法确切获取时间统一系统时间与溯源参考时间时差的条件下，依然可以与溯源参考时间保持高精度同步，提高了无溯源参考时，时间统一系统的输出时间与溯源参考时间的同步精度。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案包括以下步骤：

步骤1，将搭建时间统一系统所需要使用的频率标准送到保持有UTC(k)的时间实验室或国家一级时间计量单位，由实验室或计量单位准确计量频率标准的频率稳定度σ_y(τ)和频偏f_d；

步骤2，由时间溯源设备测量得到时间统一系统输出时间与溯源参考之间的时间差数据；判断当前系统运行状态，若系统正常运行，则转入步骤3；若系统异常，则转入步骤7；

步骤3，对步骤2得到的时间差数据进行预处理，剔除奇异值；

步骤4，对时间差数据中已经剔除的数据位进行内插，保证时间差数据的连续性；