一种基于双卫星系统进行定位和时钟同步的变电站采集终端技术方案

本发明专利技术涉及一种基于双卫星系统进行定位和时钟同步的变电站采集终端，包括控制中心、电源、主控芯片、双卫星模块和天线，所述电源分别连接主控芯片和双卫星模块，所述主控芯片连接控制中心，其中，双卫星模块包括互相连接的双模基带处理器和双模射频接收器，所述双模基带处理器连接主控芯片，所述双模射频接收器连接天线。与现有技术相比，本发明专利技术采用双卫星系统进行自动定位和时钟同步，结合GPS卫星和北斗一代、北斗二代卫星，充分融合和发挥多卫星系统的优势，提升采集系统的时钟管理水平和计量水平，有效降低采集终端参数异常对采集业务的影响，为实现高效，稳定的数据采集提供了保障。

【技术实现步骤摘要】
一种基于双卫星系统进行定位和时钟同步的变电站采集终端
本专利技术涉及一种电力配电自动化领域，尤其是涉及一种基于双卫星系统进行定位和时钟同步的变电站采集终端。
技术介绍
通过卫星系统实现定位和时钟同步在采集系统中具有广阔的应用前景，通过卫星能够实现终端精准的定位和实时的对时。在智能变电站采集终端的定位和时钟同步技术方面，目前主流方式是利用GPS系统，但是GPS系统是由国外卫星运行的，因国际关系变化等各类原因，很可能使GPS接收系统性能大幅度降低或失灵，这对GPS信号设备的系统的安全性、可靠性留下了非常大的隐患。随着我国北斗卫星系统的不断完善，北斗卫星近年来已经开始向中国及周边地区提供连续无源的导航、定位和时钟同步等运行服务，其功能和GPS几乎没有差别，利用北斗卫星作为智能变电站采集终端的定位和时钟同步的应用也越来越多，但是，两者的技术特点有很大的不同，其主要不同点在于：北斗卫星是基于中心控制系统和卫星的工作，对中心控制系统的依赖性明显要大很多，因为定位解算在一固定中心而不是由用户设备完成的，具有易损性，但是，北斗卫星采用地球同步卫星做测量，在移动静态应用中，可以确保永远接受到同一颗卫星，从而保证正规时钟同步应用的稳定性和可靠性；GPS是被动式伪码单向测距三维导航，由用户设备独立解算自位解算在哪里，一旦地面控制中心遭受破环，仍然可以工作，但是，GPS采用低轨运动卫星，容易发生卫星切换和卫星定位精度突跳。而一些利用GPS和北斗卫星两者结合的装置大都是基于国外厂商成熟的GPS模块与北斗卫星单向模块进行组合，两个模块独立解算，通过应用选择一个系统的时钟同步信息和定位信息，在这种模式下，不同卫星的观测数据不能共用，不能充分融合和发挥两个导航系统的优势。因此，如何结合两者所长，克服缺点，进一步实现智能变电站采集终端在定位和时钟同步技术方面的突破是十分必要的。
技术实现思路
本专利技术的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种基于双卫星系统进行定位和时钟同步的变电站采集终端。本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现：一种基于双卫星系统进行定位和时钟同步的变电站采集终端，包括控制中心、电源、主控芯片、双卫星模块和天线，所述电源分别连接主控芯片和双卫星模块，所述主控芯片连接控制中心，其中，双卫星模块包括互相连接的双模基带处理器和双模射频接收器，所述双模基带处理器连接主控芯片，所述双模射频接收器连接天线。进一步地，所述双模射频接收器包括第一射频前端和第二射频前端，所述天线包括第一接收天线和第二接收天线，所述双模基带处理器包括第一数字基带和第二数字基带，所述第一接收天线、第一射频前端、第一数字基带和主控芯片依次连接形成第一接收通道，所述第二接收天线、第二射频前端、第二数字基带和主控芯片依次连接形成第二接收通道，第一射频前端和第二射频前端互相连接，第一数字基带和第二数字基带之间还设有OSC振荡器，OSC振荡器的一端连接第一射频前端和第二射频前端。进一步地，所述的第一接收天线、第一射频前端和第一数字基带依次分别为北斗一代接收天线、北斗一代射频前端和北斗一代数字基带。进一步地，所述的第二接收天线为北斗二代\GPS双模接收天线，第二射频前端为北斗二代\GPS双模射频前端，第二数字基带为北斗二代\GPS双模数字基带。进一步地，所述天线为有源天线或无源天线。进一步地，所述双模基带处理器是SOC芯片。进一步地，所述电源、主控芯片、双卫星模块和天线均集成在一块PCB板上。与现有技术相比，本专利技术具有以下优点：1、本专利技术采用双卫星系统进行自动定位和时钟同步，结合GPS卫星和北斗一代、北斗二代卫星，充分融合和发挥多卫星系统的优势，提升采集系统的时钟管理水平和计量水平，有效降低采集终端参数异常对采集业务的影响，为实现高效，稳定的数据采集提供了保障。2、本专利技术的第一接收通道采用较为成熟的北斗一代卫星作为主要信号源，第二接收通道同时兼容GPS或北斗二代卫星，将两个通道的信号综合处理，实现了双通道定位、时钟同步技术方案，使得不同源的观测数据能够共用，在城市峡谷地区或部分天空被遮蔽出现卫星数少和几何因子差等情况时，其可用性和可靠性也能不受到影响，而且通过数据共享，能充分发挥两个导航系统的优势来进行完好性监测。此外，在出现外界故意或无意干扰、故意降低服务精度、卫星健康状况等情况时，其可靠性、安全性也得到保障。3、本专利技术的主控MUC采用差分GNSS的定位技术，差分GNSS是一种并行且又行之有效的降低升值并消除各种测量误差的方法，差分定位精度要明显地高于单点定位精度，从而极大提高了测量终端的定位和定时的精度。4、本专利技术针对电力系统复杂的应用环境，结合北斗卫星导航系统运行的现状，选择多通道和多模式的高精度时钟同步技术方案，可以保证时钟同步终端即使处于恶劣的野外环境或受遮挡环境下也能稳定输出精确的时钟信号，有效提高时钟同步的可靠性。附图说明图1为本专利技术的结构示意图；图2为双卫星模块的结构示意图；图3为差分GNSS定位的原理示意图。附图标记：1、电源，2、主控芯片，3、双卫星模块，31、双模基带处理器，311、北斗一代数字基带，312、北斗二代\GPS双模数字基带，32、双模射频接收器，321、北斗一代射频前端，322、北斗二代\GPS双模数字基带，33、OSC振荡器，4、天线，41、北斗一代接收天线，42、北斗二代\GPS双模接收天线。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本专利技术进行详细说明。本实施例以本专利技术技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本专利技术的保护范围不限于下述的实施例。如图1所示，本实施例提供了一种基于双卫星系统进行定位和时钟同步的变电站采集终端，包括控制中心5、电源1、主控芯片2、双卫星模块3和天线4。电源1、主控芯片2、双卫星模块3和天线4均集成在一块PCB板上。电源1分别连接主控芯片2和双卫星模块3，主控芯片2连接控制中心5，其中，双卫星模块3包括互相连接的双模基带处理器31和双模射频接收器32，所述双模基带处理器31连接主控芯片2，所述双模射频接收器32连接天线4，天线4为无源天线。如图2所示，天线4包括北斗一代接收天线4和北斗二代\GPS双模接收天线4，双模射频接收器32包括北斗一代射频前端321和北斗二代\GPS双模射频前端322，双模基带处理器31是一款SOC芯片，兼容北斗二代和GPS卫星导航系统，包括北斗一代数字基带311和北斗二代\GPS双模数字基带312，其中，北斗一代接收天线4、北斗一代射频前端321、北斗一代数字基带311和主控芯片2依次连接形成第一接收通道，北斗二代\GPS双模接收天线4、北斗二代\GPS双模射频前端322、北斗二代\GPS双模数字基带312和主控芯片2依次连接形成第二接收通道，北斗一代射频前端321和北斗二代\GPS双模射频前端322互相连接，北斗一代数字基带311和北斗二代\GPS双模数字基带312之间通过OSC振荡器33互相连接，OSC振荡器33还连接北斗一代射频前端321和北斗二代\GPS双模射频前端322。本专利技术工作过程为：第一接收通道中，北斗一代接收天线41(2.48GHz)接收到北斗一代卫星信号后，信号经过北斗一代射频前端321进行前端放大、下混频，模数转换后输出包本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于双卫星系统进行定位和时钟同步的变电站采集终端，其特征在于，包括控制中心、电源、主控芯片、双卫星模块和天线，所述电源分别连接主控芯片和双卫星模块，所述主控芯片连接控制中心，其中，双卫星模块包括互相连接的双模基带处理器和双模射频接收器，所述双模基带处理器连接主控芯片，所述双模射频接收器连接天线。

【技术特征摘要】
1.一种基于双卫星系统进行定位和时钟同步的变电站采集终端，其特征在于，包括控制中心、电源、主控芯片、双卫星模块和天线，所述电源分别连接主控芯片和双卫星模块，所述主控芯片连接控制中心，其中，双卫星模块包括互相连接的双模基带处理器和双模射频接收器，所述双模基带处理器连接主控芯片，所述双模射频接收器连接天线。2.根据权利要求1所述的基于双卫星系统进行定位和时钟同步的变电站采集终端，其特征在于，所述双模射频接收器包括第一射频前端和第二射频前端，所述天线包括第一接收天线和第二接收天线，所述双模基带处理器包括第一数字基带和第二数字基带，所述第一接收天线、第一射频前端、第一数字基带和主控芯片依次连接形成第一接收通道，所述第二接收天线、第二射频前端、第二数字基带和主控芯片依次连接形成第二接收通道，第一射频前端和第二射频前端互相连接，第一数字基带和第二数字基带之间还设有OSC振荡器，OSC振荡器的一端连接第一射频前端和...

【专利技术属性】
技术研发人员：王新刚，朱彬若，张垠，朱铮，江剑峰，顾臻，
申请(专利权)人：国网上海市电力公司，华东电力试验研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31