【技术实现步骤摘要】
一种固定网络节点间纳秒级时间同步方法及实现装置
[0001]本专利技术涉及时间同步领域。尤其是一种网络节点间的时间同步方法及装置，主要是多节点分布式电子信息系统所需的高精度时间同步，特别是固定网络节点之间时间信号5纳秒精度的实时高精度同步方法。
技术介绍
[0002]在固定应用的多节点分布式电子信息系统中，需要全网5纳秒的时间同步精度，是实现信号级和数据级数据融合的基础。
[0003]现有的车、船、固定设施等平台应用中，利用导航系统终端获得与时间协调时(UTC)同步的标准时间，如卫星导航授时精度为50ns，使得两个异地节点之间的时间差在百纳秒之内。
[0004]卫星双向、网络时间传递等方法，依赖于租用转发信号的卫星以及固定的光纤网络使得这些方法的使用存在局限性。互发信号的微波双向时间传递方法受到视距的限制。卫星共视时间传递方法普遍应用于异地时间钟组之间的时间传递，提供两地本地钟的时间偏差，类似纸面时。常见的卫星共视设备时间传递精度在10
‑
20ns。
[0005]在组网应用中，需要一...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种固定网络节点间纳秒级时间同步方法，其特征在于包括下述步骤：a)在时基模块上利用北斗接收模块输出的1PPS信号进行时间驯服获得本地钟；b)在时基模块上测量北斗接收模块输出1PPS和本地钟之间的时差；c)在数据处理模块上实时采集北斗接收模块的测量数据；d)在数据处理模块上计算本地钟与北斗系统时钟时差形成共视数据；e)主站广播共视数据；f)从站接收主站共视数据，在数据处理模块上计算主从站本地钟时差；g)在时基模块上利用主从站本地钟时差数据调整从站本地钟1PPS相位；h)以16分钟为周期重复步骤a)至步骤g)，从站可获得与主站高精度时间同步。2.根据权利要求1所述的固定网络节点间纳秒级时间同步方法，其特征在于：步骤a)：在时基模块上利用北斗接收模块输出的1PPS信号进行时间驯服获得本地钟；在时基模块上利用北斗接收模块每秒一次提供的BD 1PPS信号进行时间驯服处理，时间驯服采用数字频率控制锁相环，以1s一次的频率测得铷钟模块与外输入BD 1PPS的相位差值，剔除抖动大于
±
20ns的相位差值，进行长度为m的滑动平均；对滑动平均后的相位差值进行卡尔曼滤波，消除随机抖动，获得与BD 1PPS同步的高稳定的1PPS，经过时间控制模块调整得到本地钟T
A
，在开机时时间控制模块的首次调整量为零；步骤b)：在时基模块上测量北斗接收模块输出1PPS和本地钟之间的时差；在时基模块上每秒一次测量北斗接收模块输出BD 1PPS和本地钟T
A
之间的时差T
BD
‑
A
；步骤c)：在数据处理模块上实时采集北斗接收模块的测量数据；数据处理模块从北斗接收模块每秒一次获得BD 1PPS输出时刻的BD观测数据，BD观测数据包括卫星、仰角、卫星方位角、伪距、电离层延迟、对流层延迟、卫星星历及卫星钟修正参数数据；步骤d)：在数据处理模块上计算本地钟与北斗系统时钟时差形成共视数据；以16分钟为一个周期，接收数据时间段为13分钟，处理数据时间段为3分钟；利用步骤c)获得的BD观测数据，按照公式(1)每秒一次计算BD 1PPS与卫星钟的时差T
BD
‑
SV
；T
BD
‑
SV
＝(PR
‑
R
‑
d
ION
‑
d
TRO
)/C
‑
d
SV
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(1)其中，PR为卫星伪距，单位为米，R为本地距离卫星的真实距离，单位为m，采用已知的北斗卫星信号接收天线的精确位置和卫星位置计算得到，d
ION
为电离层延迟，单位为m，d
TROP
为对流层延迟，单位为m，d
SV
为卫星钟误差，单位为s，C为光速；然后利用步骤b)获得的时差T
BD
‑
A
，利用公式(2)将T
BD
‑
SV
与T
BD
‑
A
相减：T
A
‑
SV
＝T
BD
‑
SV
‑
T
BD
‑
A
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(2)计算得到本地钟T
A
与北斗系统时钟的时差T
A
‑
SV
；以每15秒为一个时段，共分为52段，对每15秒钟测得的T
A
‑
SV
数据用最小二乘法作二次曲线拟合，得到52个曲线中点值，分别再用最小二乘法对52个中点值作线性拟合，得到拟合后直线中点值为本地钟与BDS系统时钟之间的偏差REFBDS，拟合后直线的斜率是SRBDS；针对所有仰角大于15
°
的可见星处理，每16分钟形成一组共视数...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨文辉，彭伟，杨哲，林毅，韩钊，郭凤娟，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第二十研究所，
类型：发明
国别省市：
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