一种短波授时模式下的高精度时频同步及产生方法技术

本发明专利技术公开了一种短波授时模式下的高精度时频同步及产生方法，属于时频同步技术领域。该方法通过短波授时模块接收短波信号，输出1PPS/1PPM时间基准信号，并以本地铷原子频标输出的10MHz为参考，通过有效性筛选判别、频标驯服以及时延零值装订等技术，实现短波授时模式下的高精度时频同步及产生。本发明专利技术方法具有实现简单、通用性好、扩展性强等优点，可以弥补短波授时在高精度授时领域的不足，拓展短波授时的应用领域。

A high precision time-frequency synchronization and generation method in shortwave time service mode

【技术实现步骤摘要】
一种短波授时模式下的高精度时频同步及产生方法
本专利技术涉及时频同步
，特别是指一种短波授时模式下的高精度时频同步及产生方法。
技术介绍
目前，随着卫星导航技术的快速发展，高精度授时一般以北斗、GPS等卫导授时为主，而短波授时由于其稳定度和准确度相对较差，通常作为辅助授时手段使用。然而，短波授时以其覆盖的范围大、接收设备实现简单、成本低等优点，在授时领域具有一定的应用前景，对其开展高精度授时应用的研究具有重要意义。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种短波授时模式下的高精度时频同步及产生方法，该方法具有实现简单、通用性好、扩展性强等优点。本专利技术的目的是这样实现的：一种短波授时模式下的高精度时频同步及产生方法，该方法基于短波授时设备实现，所述短波授时设备包括短波授时模块、时频控制模块和铷原子钟，所述时频控制模块包括有效性筛选判别单元、频标驯服单元、时码信号产生单元以及区放及隔离输出单元；该方法包括以下步骤：（1）给短波授时模块设置位置和当前时间，短波授时模块以设置时间作为起始时间，进行粗授时；（2）通过短波授时模块接收短波授时信号，利用时延曲线和传播模式对传播时延进行实时修正，向时频控制模块输出1PPS/1PPM授时信号；（3）通过有效性筛选判别单元对短波授时模块提供的1PPS/1PPM授时信号进行有效性筛选，将有效的1PPS/1PPM授时信号输出给频标驯服单元；（4）频标驯服单元使用经过有效性筛选后的1PPS授时信号对铷原子钟的频标进行驯服；（5）时码信号产生单元以铷原子钟输出的10MHz频率信号为参考，产生授时信号，并依据时延零值对授时信号进行同步处理；（6）同步后的授时信号经过区放及隔离输出单元对外输出。进一步的，所述步骤（3）中对短波授时模块提供的1PPS/1PPM授时信号进行有效性筛选的具体方式为：（301）在短波授时有效后，获取短波授时1PPS与系统1PPS时差，当授时有效标志连续超过50秒有效时，对时差值做平均，依据时差均值对本地1PPS调一次初相，完成与短波授时1PPS的同步；如果计时过程中出现短波授时无效，则清零计时，待短波授时有效后重新开始计时；（302）当短波授时有效后，在连续4分钟内，统计当1PPM信号到来时1PPM出现时刻与本地维持的整分时刻的时差，如果连续4分钟时差一致，则认为1PPM授时信号有效，主动跟踪短波1PPM来修正本地时间的整分时刻；否则，继续使用本地维持的时间。进一步的，步骤（4）中对铷原子钟的频标进行驯服的时机为：在设备开机第一次短波授时有效后，进行第一次铷原子钟的校准，之后每隔48小时校准一次铷原子钟。进一步的，步骤（5）中的时延零值是通过测量时频控制模块输出的1PPS与标准时频源输出的1PPS之间的时差得到的。本专利技术相比
技术介绍
具有如下优点：1）通过有效性筛选判别策略，可以有效克服短波授时信号不稳定导致的短波授时精度低的缺点，为短波授时高精度应用奠定基础。2）利用铷原子钟的高稳特性，有效提高了输出时频信号的稳定度，支持产生高性能指标的各种时频信号。附图说明图1为本专利技术实施例中短波授时设备的原理框图。图2为本专利技术实施例中短波授时1PPS有效性筛选判别策略流程图。图3为本专利技术实施例中短波授时1PPM有效性筛选判别策略流程图。具体实施方式以下结合附图对本专利技术做进一步的说明。一种短波授时模式下的高精度时频同步及产生方法，通过短波授时模块接收短波信号，输出1PPS/1PPM时间基准信号，以本地铷原子频标输出的10MHz为参考，通过有效性筛选判别、频标驯服以及时延零值装订等技术，实现短波授时模式下的高精度时频同步及产生。该方法基于如图1所示的设备实现，具体包括以下步骤：（101）给短波授时模块设置位置和当前时间（北京时间，年、月、日、时、分），短波授时模块以设置时间作为起始时间，进行粗授时。（102）短波授时模块接收短波授时信号，利用时延曲线和传播模式进行传播时延实时修正后，向时频控制模块输出1PPS/1PPM授时信号。（103）通过有效性筛选判别策略对短波授时模块提供的1PPS/1PPM授时信号进行有效性筛选，将有效的1PPS/1PPM授时信号输出给频标驯服单元。（104）频标驯服单元使用经过有效性筛选判别后的1PPS授时信号对铷原子频标进行驯服。（105）时码产生单元以铷原子钟输出的10MHz频率信号为参考，根据需要产生授时信号，并依据事先所装订的时延零值对授时信号进行同步处理。（106）同步后的授时信号经过区放及隔离后输出。其中，步骤（103）中对短波授时模块提供的1PPS/1PPM授时信号进行有效性筛选判别，具体包括以下步骤：（301）如图2所示，在短波授时有效后，获取短波授时1PPS与系统1PPS时差，当授时有效标志连续超过50s有效时，对时差值做平均，依据时差均值对本地1PPS调一次初相，完成与短波授时1PPS的同步；如果计时过程中出现短波授时无效，则清零计时，待短波授时有效后重新开始计时。（302）如图3所示，当短波授时有效后，在连续4分钟内，统计当1PPM信号到来时1PPM出现时刻与本地维持的整分时刻的时差，如果连续4分钟时差一致，则认为1PPM授时信号有效，主动跟踪短波1PPM来修正本地时间的整分时刻；否则，继续使用本地维持的时间。其中，步骤（104）中对铷原子频标进行驯服的时机为：在设备开机第一次短波授时有效后，进行第一次铷原子钟的校准，之后每隔48h校准一次铷原子钟。其中，步骤（105）中时延零值通过测量时频控制模块输出的1PPS与标准时频源输出的1PPS之间的时差得到，通过时频控制模块的通信接口下发并固化存储。除上述实施例外，本专利技术还可以有其它实施方式，凡采用等同替换或等效替换形式的技术方案，均落在本专利技术要求的保护范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种短波授时模式下的高精度时频同步及产生方法，其特征在于，基于短波授时设备实现，所述短波授时设备包括短波授时模块、时频控制模块和铷原子钟，所述时频控制模块包括有效性筛选判别单元、频标驯服单元、时码信号产生单元以及区放及隔离输出单元；该方法包括以下步骤：/n（1）给短波授时模块设置位置和当前时间，短波授时模块以设置时间作为起始时间，进行粗授时；/n（2）通过短波授时模块接收短波授时信号，利用时延曲线和传播模式对传播时延进行实时修正，向时频控制模块输出1PPS/1PPM授时信号；/n（3）通过有效性筛选判别单元对短波授时模块提供的1PPS/1PPM授时信号进行有效性筛选，将有效的1PPS/1PPM授时信号输出给频标驯服单元；/n（4）频标驯服单元使用经过有效性筛选后的1PPS授时信号对铷原子钟的频标进行驯服；/n（5）时码信号产生单元以铷原子钟输出的10MHz频率信号为参考，产生授时信号，并依据时延零值对授时信号进行同步处理；/n（6）同步后的授时信号经过区放及隔离输出单元对外输出。/n

【技术特征摘要】
1.一种短波授时模式下的高精度时频同步及产生方法，其特征在于，基于短波授时设备实现，所述短波授时设备包括短波授时模块、时频控制模块和铷原子钟，所述时频控制模块包括有效性筛选判别单元、频标驯服单元、时码信号产生单元以及区放及隔离输出单元；该方法包括以下步骤：
（1）给短波授时模块设置位置和当前时间，短波授时模块以设置时间作为起始时间，进行粗授时；
（2）通过短波授时模块接收短波授时信号，利用时延曲线和传播模式对传播时延进行实时修正，向时频控制模块输出1PPS/1PPM授时信号；
（3）通过有效性筛选判别单元对短波授时模块提供的1PPS/1PPM授时信号进行有效性筛选，将有效的1PPS/1PPM授时信号输出给频标驯服单元；
（4）频标驯服单元使用经过有效性筛选后的1PPS授时信号对铷原子钟的频标进行驯服；
（5）时码信号产生单元以铷原子钟输出的10MHz频率信号为参考，产生授时信号，并依据时延零值对授时信号进行同步处理；
（6）同步后的授时信号经过区放及隔离输出单元对外输出。


2.根据权利要求1所述的一种短波授时模式下的高精度时频同步及产生方法，其特征在于，所述步骤（3）中...

【专利技术属性】
技术研发人员：左兆辉，戴群雄，蔚保国，易卿武，陈沛林，霍海强，王铮，刘超，刘晓宇，陈涛，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第五十四研究所，
类型：发明
国别省市：河北;13