[发明专利]网络测量中本地时钟与GPS时钟的时间同步方法及装置

摘要

本发明网络测量中本地时钟与GPS时钟的时间同步方法，以基于全球定位系统的GPS时钟作为配置时间，根据本地时间与配置时间的偏差值进行时间同步操作；在时间同步时对本地时钟的秒计数周期误差进行修正；所述时间同步操作是指采用同步使能信号控制本地时钟的秒和微秒计数器工作并以该同步使能信号对应的时钟频率进行计数；所述对本地时钟的秒计数周期误差进行修正是指采用修正使能信号得到同步使能信号，从而控制本地时钟的秒和微秒计数器以该同步使能信号的时钟频率进行计数。本发明的有益技术效果是采用GPS时钟作为配置时间实现时钟同步，采用CLK100M标准时钟的进行秒周期计数误差修正，其步骤简单，方便操作，可以在较低的成本下完成高精度的时间同步。

主权项

1.一种网络测量中本地时钟与GPS时钟的时间同步方法，其特征在于，以基于全球定位系统的GPS时钟作为配置时间，根据本地时间与配置时间的偏差值进行时间同步操作；在时间同步时对本地时钟的秒计数周期误差进行修正；所述根据本地时间与配置时间的偏差值进行时间同步操作是指采用同步使能信号控制本地时钟的秒和微秒计数器工作并以该同步使能信号对应的时钟频率进行计数，使得本地时间与GPS配置时间同步；包括，在配置开始时，即在每一个GPS_1PPS秒脉冲上升沿时刻，计算本地时间与GPS配置时间的偏差值n，判断本地时间与GPS配置时间的超前或滞后关系，即判断下式中n与0的大小关系：n＝(Sec_cnt‑Cfg_sec)×1000000+(Us_cnt‑Cfg_us)式中，Sec_cnt为本地时间秒计数，Us_cnt为本地时间微秒计数，Cfg_sec为GPS配置时间的秒计数，Cfg_us为GPS配置时间的微秒计数，n的单位为微秒；如果n大于0表示本地时间超前GPS配置时间，采用慢速跟进来等待配置时间，防止本地时间出现时间倒退现象；如果n小于0表示本地时间滞后GPS配置时间，将GPS配置时间写入本地时钟，以达到时间同步；如果n等于0表示本地时间准确，不采取任何操作；所述采用慢速跟进来等待配置时间，包括，从100MHZ时钟上进行10分频得到时钟频率为10MHZ的修正使能信号Cen10M，再将该修正使能信号Cen10M进行11分频得到时钟频率为0.909MHZ的同步使能信号Cen1M，采用该同步使能信号Cen1M控制本地时钟的秒和微秒计数器开始工作并以0.909MHZ的时钟频率进行计数；维持n×10个脉冲个数后，对修正使能信号Cen10M进行10分频得到时钟频率为1MHZ的同步使能信号Cen1M并以此控制本地时钟的秒和微秒计数器采用1MHZ的时钟频率进行计数；所述在时间同步时对本地时钟的秒计数周期误差进行修正是指采用修正使能信号得到同步使能信号，从而控制本地时钟的秒和微秒计数器以该修正使能信号得到的同步使能信号的时钟频率进行计数，使得本地时钟秒计数周期与GPS时钟秒计数周期同步；包括以下步骤：S201、在GPS配置秒信号GPS_1PPS与100MHZ时钟信号同步时，对本地时钟在一个GPS标准秒周期内的脉冲个数进行计数，计数个数记为Cnt_1；将100MHZ时钟秒周期内的脉冲个数100×106与Cnt_1相减得到误差值dfl，即dfl＝100×106‑Cnt_1；将Cnt_1与dfl相除得到本地时间秒计数周期误差调整的修正周期Perr，即Perr＝Cnt_1/(100×106‑Cnt_1)，其中，Perr的正负符号位记为Dadj，Perr为正值时，Dadj为正，反之，Dadj为负；其中，所述本地时间秒计数周期是指本地时钟对100×106个脉冲计数实际所需的时间；所述本地时钟的秒计数周期误差是指本地时间秒计数周期与GPS时钟秒计数周期的差值；S202、每经过一个修正周期Perr，对Dadj值的正负进行判断，如果Dadj为正值，执行步骤S203，否则，跳转执行步骤S204；S203、Dadj为正值，说明本地时间秒计数周期大于GPS时钟标准秒计数周期，从100MHZ时钟上进行9分频得到时钟频率为11.11MHZ的修正使能信号Cen10M，跳转执行步骤S205；S204、Dadj为负值，说明本地时间秒计数周期小于GPS时钟标准秒计数周期，从100MHZ时钟上进行11分频得到时钟频率为9.09MHZ的修正使能信号Cen10M；S205、维持100MHZ时钟信号的一个脉冲时间，在100MHZ时钟信号的下一个脉冲信号上升沿时刻，对100MHZ时钟恢复为默认10分频，修正使能信号Cen10M恢复时钟频率10MHZ；S206、判断GPS配置秒信号GPS_1PPS与100MHZ时钟信号是否再次同步；是则，返回并顺序执行步骤S201至S205；否则，返回并顺序执行步骤S202至S205；S207、在整个测量过程中，重复执行步骤S201至S206；直至测量过程结束；其中，所述同步使能信号是指当该同步使能信号有效时计数器工作并以该同步使能信号对应时钟频率进行计数，该同步使能信号无效时计数器不工作；所述修正使能信号是指对本地时钟的时钟频率进行修正后得到的具有经过修正后的时钟频率的信号。