[发明专利]一种分布式光纤授时系统及其sagnac效应补偿方法

说明书

本发明公开了一种分布式光纤授时系统及其sagnac效应补偿方法，包括以下步骤：根据收集的信息建立各个光纤授时站点之间由于地球自转带来的sagnac效应引入的授时偏差数据库；根据每个光纤授时接收站点当前实时的光纤路由信息，调用光纤授时运控中心数据存储区的授时偏差数据库中的数据，实现地球自转带来的sagnac效应引入的授时偏差的补偿修正。本发明通过建立各个光纤授时站点之间由于地球自转带来的sagnac效应引入的授时偏差数据库，可对地球自转带来的sagnac效应所引入的光纤时间传递偏差进行较精确补偿，可提高光纤授时的精度。

技术领域

本发明属于光纤时间授时同步技术领域，涉及分布式、远距离以及高精度光纤授时技术中的由于sagnac效应引入各个站点的授时偏差的修正技术领域，特别涉及一种分布式光纤授时系统及其sagnac效应补偿方法。

背景技术

随着科学技术的发展，在航空航天、雷达同步、尖端武器操控、高速通信以及深空探测等领域，都对授时精度提出了越来越高的要求。传统的授时方法如长波授时、卫星授时等，其授时精度基本只能达到纳秒量级，而光纤时间传递技术其授时精度可以优于一百皮秒。光纤时间传递技术具有授时精度高，设备价格低等优点，有着广阔的应用前景。

由于光纤都是沿着地球表面铺设的，而地球自转带来的sagnac效应使得往返于光纤内的双向光信号的传输时延产生偏差，如果不进行补偿就可能引入纳秒量级甚至更大的授时偏差，会严重影响光纤授时的精度。目前还有没有一种能够具体实施的分布式光纤授时系统的sagnac效应补偿方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种分布式光纤授时系统及其sagnac效应补偿方法，以解决上述存在的技术问题。本发明的补偿方法基于sagnac效应引入的偏差由光纤授时站点的地理位置以及站点间的光纤路由情况确定，通过建立各个光纤授时站点之间由于地球自转带来的sagnac效应引入的授时偏差数据库，各个光纤授时接收站点可以根据其与光纤授时发射站点的光纤路由情况进行自行补偿，可对地球自转带来的sagnac效应所引入的光纤时间传递偏差进行较精确补偿，可提高光纤授时的精度。

为达到上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种分布式光纤授时系统的sagnac效应补偿方法，包括以下步骤：

步骤1，收集分布式光纤授时系统中各个光纤授时站点的地理位置信息以及各个光纤授时站点间的光纤路由信息，根据收集的信息建立各个光纤授时站点之间由于地球自转带来的sagnac效应引入的授时偏差数据库；

步骤2，将步骤1建立的授时偏差数据库导入光纤授时运控中心的数据存储区；

步骤3，光纤授时运控中心收集每个光纤授时接收站点当前实时的光纤路由信息，根据每个光纤授时接收站点当前实时的光纤路由信息，调用光纤授时运控中心数据存储区的授时偏差数据库中的数据，并将与当前实时光纤路由信息匹配的授时偏差数据ΔT下发给每个相应的光纤授时站点；

步骤4，各个光纤授时接收站点根据实时获得的授时偏差数据ΔT，对光纤授时接收站点的光纤时间传递接收设备内的时延控制单元的时延量进行调整，实现地球自转带来的sagnac效应引入的授时偏差的补偿修正。

进一步的，还包括步骤5；

步骤5，某个光纤授时站点的光纤路由信息发生变化时，重复步骤3和步骤4，实现光纤授时站点授时偏差的实时补偿修正。

进一步的，步骤1中，地理位置信息包括：光纤授时站点的经度、纬度和海拔高度；光纤路由信息包括：光纤链路的两个端点的经度、纬度和海拔高度；所述光纤链路的长度。

进一步的，步骤1中建立授时偏差数据库的方法具体包括：

步骤1.1，计算分布式光纤授时系统中每一段光纤链路由于地球自转带来的sagnac效应引入的授时偏差ΔTx，计算公式为：