[发明专利]一种北斗授时模块在配电网故障测距时误差的修正方法

说明书

本发明公开了一种北斗授时模块在配电网故障测距时误差的修正方法，用于实现配电网中故障点的精准定位；本发明为实现其功能的步骤为:天线接收卫星发射的射频信号，通过下变频得到基带信号；基带进行捕获和跟踪，再进行数据译码，得到导航电文和伪距，导航电文中包含了钟差、电离层对流层延迟等参数，对进行参数修正，得到修正后的伪距，利用修正后的伪距列出定位方程组，求解方程组解算出用户位置；用卫星与接收机之间的距离除以光速，可计算出信号空间传输的时延，测试出接收机自身的时延，对原始的1PPS进行时延修正后，即可得到真实的1PPS；以上方法可消除信号传播时的时延误差,随后利用故障测距定位装置对故障点进行精准定位。

技术领域

本发明属于通信技术领域，尤其涉及一种北斗授时模块在配电网故障测距时误差的修正方法。

背景技术

配电网由于线路短、分支多、存在架空线路和电缆线路混合铺设现象、沿线分布有各种负荷等因素，实现故障测距比较困难；特别是小电流接地系统，故障电流微弱，故障点过渡电阻和测量误差影响特别大，利用传统的阻抗测距原理误打应用；针对线路较长、分支较少的中压配网线路则可以采用行波测量小电流接地故障的距离。

目前基于GPS对时的双端行波测距方法，双端装置的时间同步精度在1μs左右，产生的实际测距误差在300m左右，而对配网线路点多面广，地域复杂，现场故障定位要求能尽可能准备，精确到两个电杆之间(30m以内)，即是要求双端装置的对时误差在100ns以内(1μs＝1000ns),对同步对时模块的要求其授时精度要保持在100ns以内，其中产生的误差包括卫星授时误差和对时模块硬件误差，硬件误差需控制在50ns以内。

发明内容

为解决上述问题本发明提供了一种北斗授时模块在配电网故障测距时误差的修正方法；利用获得的钟差等参数进行钟差效应修正；利用获取的对流层修正参数进行对流层效应修正；利用获取的电离层参数进行电离层效应修正；得到修正后的伪距，利用多个修正后的伪距，建立定位方程，测得接收机与四颗卫星的距离即可定位，得到GPS系统时。

利用修正后的伪距进行接收机时延计算，利用接收机时延对原始的1PPS进行时延修正，得到精确的授时。

在配电网故障暂态电流行波信号出现时，利用故障测距定位装置对故障点进行精准定位。

为实现上述目的本发明的技术方案如下：

一种北斗授时模块在配电网故障测距时误差的修正方法，包括如下步骤：

步骤一、接收机接收卫星发射的射频信号，通过下变频得到数字基带信号，基带对数字基带信号进行捕获和跟踪，再进行数据译码，得到两方面的数据：一方面为导航电文，所述导航电文中包含了钟差参数、电离层延迟参数、对流层延迟参数；另一方面在跟踪过程中得到伪距，所述伪距为卫星与接收机的距离；

步骤二、将所述钟差参数进行钟差效应修正，得到钟差修正值；将所述对流层延迟参数进行对流层效应修正，得到对流层修正值；将所述电离层延迟参数进行电离层效应修正，得到电离层修正值；

步骤三、将所述钟差修正值、对流层修正值、电离层修正值与伪距，代入到伪距修正计算式中，得到修正后的伪距；

步骤四、重复步骤一到步骤三，得到4个修正后的伪距，利用修正后的伪距建立定位方程组，得到接收机与卫星的钟差；通过接收机与卫星的钟差对本地时钟进行修正，得到卫星系统时；

步骤五、所述基带捕获跟踪后，遇到整秒的同步头则产生原始的1PPS，将原始的1PPS产生的信号传输时延进行扣除，所述信号传输时延的计算过程为：将修正后的伪距除以光速，得到信号空间传输的时延；进行接收机时延计算，所述接收机时延通过测试得到；将所述原始的1PPS产生的信号传输时延进行扣除后，再将接收机时延进行扣除，最终得到真实的1PPS；