[发明专利]一种基于GNSS卫星共视的时间同步自适应组网方法

摘要

本发明提供了一种基于GNSS卫星共视的时间同步自适应组网方法，通过GNSS卫星共视，实现节点间高精度时间无线比对，解决时间网内节点间时间高精度比对问题；通过网内节点间自适应选择多个比对参考点，解决各节点同步性能完好性自我监测判断问题；根据性能需求差别设计差异化设备类型和组网结构，降低组网成本和简化维护难度；部分重要骨干节点增加光纤同步链路，备份，保证可靠性。

主权项

1.一种基于GNSS卫星共视的时间同步自适应组网方法，其特征在于包括下述步骤：步骤一，选择一个参考时间作为时间同步网的唯一时钟基准；步骤二，使用时延测量设备测量时钟基准信号端口到GNSS卫星共视比对终端输入口的时延参数；步骤三，在选定的时钟基准所在地，安装GNSS卫星共视比对终端，并将时钟基准信号接入GNSS卫星共视比对终端，启动终端，测定GNSS卫星共视比对终端天线的坐标参数；步骤四，使用步骤二获得的时延参数设置比对终端的对应参数项；步骤五，准备至少一套便携式GNSS卫星共视复现终端，在时钟基准所在地与GNSS卫星共视比对终端并址安装，使用时钟基准为参考，测试便携式GNSS卫星共视复现终端与GNSS卫星共视比对终端的相对延迟；步骤四，在布设到所需地点之前，将需要用于建立骨干网的GNSS卫星共视复现终端与GNSS卫星共视比对终端并址安装，使用时钟基准信号接入，测量GNSS卫星共视比对终端与GNSS卫星共视复现终端的相对延迟参数，作为GNSS卫星共视复现终端的工作参数输入；步骤五，按网络对时间同步性能需求差异，将时间同步网的服务分为两层，一层是骨干层，该层各复现终端所在节点间的时间同步偏差小于10ns，另一层是基站用户层，为基站节点提供时间同步服务，时间同步偏差小于20ns；步骤六，布设骨干节点GNSS卫星共视复现终端，各节点输出的时间信号之间的偏差小于10ns，骨干层网内终端仅与时钟基准所在地的GNSS卫星共视比对终端或本层级的节点进行比对，节点间基线距离大于100km，小于2000km，各终端运行前测定安装点天线坐标信息；步骤七，以骨干节点为圆心，根据基站布设需求，布设用户级节点设备GNSS卫星共视复现终端，节点与骨干节点间基线距离小于200km；步骤八，各节点的GNSS卫星共视复现终端运行前测定工作参数，包括本终端天线坐标和设备相对延迟；将一套便携GNSS卫星共视复现终端与需校准的GNSS卫星共视比对终端并址安装，使用便携终端输出的时间频率信号接入待校准终端，测量两套终端的相对延迟，通过数据交换获得待校准终端的设备相对延迟参数，输入待校准终端校准设备延迟后启动运行；步骤九，完成时延校准后的GNSS卫星复现终端，通过GNSS卫星共视测得本终端与各可视卫星的时间差结果；与此同时，位于时钟基准所在地的GNSS卫星共视比对终端也测得时钟基准与各可视卫星的时间差结果；时钟基准所在地和各复现终端的时间差结果与含各自网络唯一身份识别信息一起，通过通信网络传播；步骤十，网络内的复现终端收到信息后，根据数据选择策略挑选比对参考点，使用该点的时间差结果作为参考，计算得到本终端与参考点的时间偏差之差，并进一步利用该结果控制本终端输出的时间信号，使其与参考终端的时间偏差趋近于零值，从而实现与参考时间同步；选择策略为：基准节点与骨干层节点、基站用户层节点采用自适应匹配策略实现比对数据交互；自适应匹配策略包括：一、必须是骨干层节点才可以作为参考节点，二、初次入网的节点，将自身位置信息和唯一识别的身份信息一起广播给附近节点，各节点根据自身位置信息，计算两站距离，根据距离最近原则选择匹配节点作为参考节点，其余满足骨干节点间基线距离小于1000km、骨干节点与本节点基线小于200km的3～5个节点作为完好性判断节点，使用收到钟差数据计算节点间的钟差，设计异常超限阈值为10～100ns，一旦超过该阈值范围，初步判断该节点的参考时间信号不可用，向网管中心发出告警信息；步骤十一，所有不同类型终端的工作状态数据、比对数据汇聚到网管中心，网管中心监控时间同步网的同步状态及性能。