基于北斗信号的高精度守时与网络授时系统及其方法技术方案

本发明专利技术涉及一种基于北斗信号的高精度守时与网络授时系统和方法，所述系统包括：北三天线模块，用于完成北三各个频点电磁波信号的接收及滤波处理，输出射频信号；北三信号处理模块，接收由所述北三天线模块输出的射频信号，进行处理，完成北三信号的输入捕获、PVT解算、数据分析与存储，并输出北斗时间信息，北斗时间信息包括TOD和1PPS时间信息；铷原子钟守时模块，接收由北三信号处理模块输出的TOD和1PPS时间信息，进行守时运算，输出累加的标准TOD时间信息和高精度的1PPS边沿；网络授时模块，接收由铷原子钟守时模块输出的TOD时间信息和高精度的1PPS边沿信息，进行网络授时；电源模块。本发明专利技术的系统和方法可用于高精度守时和网络授时。和网络授时。

【技术实现步骤摘要】
基于北斗信号的高精度守时与网络授时系统及其方法


[0001]本专利技术涉及北斗三代卫星授时领域，具体而言，涉及一种基于北斗三号信号的高精度守时与网络授时系统及其方法。

技术介绍

[0002]随着北斗三号卫星的全球布设完成，北斗三号卫星系统具有的高精度时间特性成为一大亮点。但如何在各个行业中充分利用北斗三号卫星的这一特点，成为大家都在思考的问题。
[0003]目前，市场上的北斗接收机只能实现北斗的实时定位定时，但是北斗信号遮挡后，时间就会出现偏差，市场上的网络时间设备由于没有高精度的时间源，往往时间精度也达不到预期要求。
[0004]如何利用好北斗三号卫星系统的高精度时间，做到高精度地守时和网络授时，成为亟待解决的问题。

技术实现思路

[0005]本专利技术要解决的技术问题是北斗三号(又称“北三”)卫星信号的接收和地面系统的守时以及现在普遍的网络时间系统结合起来，将北斗时间引入网络系统，并且使其长时间保持高精度的连续可用，形成集授时守时以及网络传播时间为一体的高精度时间系统，满足各个行业对连续高精度时间系统的需求。本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于北斗信号的高精度守时与网络授时系统，包括：北三天线模块，用于完成北三各个频点电磁波信号的接收及滤波处理，输出射频信号；北三信号处理模块，与所述北三天线模块连接，接收由所述北三天线模块输出的射频信号，进行处理，完成北三信号的输入捕获、PVT解算、数据分析与存储，并输出北斗时间信息，所述北斗时间信息包括TOD和1PPS时间信息；铷原子钟守时模块，与所述北三信号处理模块连接，接收由所述北三信号处理模块输出的TOD和1PPS时间信息，进行守时运算，输出累加的标准TOD时间信息和高精度的1PPS边沿；网络授时模块，与所述铷原子钟守时模块连接，接收由所述铷原子钟守时模块输出的所述TOD时间信息和高精度的1PPS边沿信息，进行网络授时；电源模块，用于为所述高精度守时与网络授时系统提供电能。2.如权利要求1所述的高精度守时与网络授时系统，所述北三天线模块包括B1/B2/B3频段的接收天线和低噪声放大器，所述低噪声放大器用于对天线接收的卫星信号进行放大、滤波处理。3.如权利要求1所述的高精度守时与网络授时系统，所述北三信号处理模块包括：上下变频通道，所述上下变频通道分别完成中频至射频、射频至中频的变换、滤波以及基带扩频数据的调制；AD采样芯片，所述AD采样芯片完成模拟中频的数字化；基带处理芯片，所述基带处理芯片完成北三的定位、定时功能，通过基带处理芯片的串口实现与外设通讯。4.如权利要求1所述的高精度守时与网络授时系统，所述铷原子钟守时模块包括铷原子钟、FPGA芯片和ARM芯片，其中，在所述ARM芯片内部利用卡尔曼滤波算法对时间偏差进行估算和修正，采用DAC芯片进行数模转化，压控调节铷钟的1PPS输出。5.如权利要求4所述的高精度守时与网络授时系统，所述网络授时模块与所述铷原子钟守时模块共用所述FPGA芯片和ARM芯片，所述FPGA芯片具有高速总线时钟、硬件MAC接收端和以太网功能单元，其中，在所述FPGA芯片的硬件MAC接收端记录时间起始边沿，采用并行总线方式在所述FPGA芯片和ARM芯片之间传输时间延迟DELTA_T，在ARM芯片内部利用卡尔曼滤波算法对时间延迟DELTA_T进行优化处理，并用总线方式回传给所述FPGA芯片，其中，所述FPGA芯片负责捕获精密时间，所述ARM负责进行滤波算法及报文输入、输出的交互。6.如权利要求1所述的高精度守时与网络授时系统，还包括显控单元，所述显控单元包括处理器及与处理器连接的显示屏及指示灯和按键，所述显控单元用以完成系统内各模块通信以及控制、各模块状态显示、网络IP设置、当前时间显示、对外设接口的扩展和管理以及人机交互。7.一种采用基于北斗信号的高精度守时与网络授时系统进行高精度守时与网络授时的方法，所述基于北斗信号的高精度守时与网络授时系统包括北三天线模块、北三信号处理模块、铷原子钟守时模块、网络授时模块和电源模块，所述方法包括如下步骤：
S1、接收信号，由所述北三天线模块完成北三各个频点电磁波信号的接收及滤波处理，输出射频信号；S2、北三信号处理，接收由所述北三天线模块输出的射频信号，进行处理，完成北三信号的输入捕获、PVT解算、数据分析与存储，并输出北斗时间信息，所述北斗时间信息包括TOD和1PPS时间信息；S3、铷原子钟守时，接收由所述北三信号处理模块输出的TOD和1PPS时间信息，进行守时运算，输出累加的标准TOD时间信息和高精度的1PPS边沿；S4、网络授时，接收由所述铷原子钟守时模块输出的所述TOD时间信息和高精度的1PPS边沿信息，进行网络授时。8.如权利要求7所述的高精度守时与网...

【专利技术属性】
技术研发人员：董希彦，贾亮，叶亮，刘力嘉，
申请(专利权)人：航天恒星空间技术应用有限公司，
类型：发明
国别省市：