一种基于卫星导航信号的时间信号测量装置和方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种基于卫星导航信号的时间信号测量装置和方法，该装置包括本地参考源、信号接收与源差测量模块、可控分频模块、参数生成模块、延时门控模块、时差测量模块和时差修正计算模块，通过接收卫星导航信号测量得到本地参考信号的源差值，以被测时间信号的一个待测秒脉冲作为开门信号，以可控分频模块产生的一个相邻的FTF脉冲信号为关门信号，测量二者之间的视在时差，计算该视在时差对应的实际时差，由此进一步得到被测时间信号的时刻偏差。本发明专利技术通过引入卫星导航信号来提高本地参考源的计量准确度和测量时间信号的准确度，具有测量精度高、成本低、应用范围广等优势。应用范围广等优势。应用范围广等优势。

【技术实现步骤摘要】
一种基于卫星导航信号的时间信号测量装置和方法


[0001]本专利技术属于时频测试
，特别是涉及一种基于卫星导航信号的时间信号测量装置和方法。

技术介绍

[0002]在现有技术中，利用卫星导航信号进行时频信号测量时，通常是使用独立的卫星授时模块接收卫星导航信号，测量本地参考频率的偏差，记录本地参考源的调整信息，驯服本地参考源。
[0003]这里，由于独立的卫星授时模块与本地参考源不同源，即采用不同的参考源，主要是因为卫星授时模块使用自身所带的独立参考源。那么对本地参考信号与卫星导航信号之间的频差进行频差测量的测量部分，与调整本地参考频率的调整部分之间就是异源的。基于这种原理进行时频信号测量时，精准度不高，只能达到10
‑8至10
‑9的量级，存在对被测时间秒脉冲的相位偏差。

技术实现思路

[0004]本专利技术主要解决的技术问题是提供一种基于卫星导航信号的时间信号测量装置和方法，解决现有技术中时频测量不同源、测量精度低的问题。
[0005]为解决上述技术问题，本专利技术采用的一个技术方案是：提供一种基于卫星导航信号的时间信号测量装置，包括本地参考源、信号接收与源差测量模块、可控分频模块、参数生成模块、延时门控模块、时差测量模块和时差修正计算模块，所述本地参考源输出本地参考信号至所述信号接收与源差测量模块，所述信号接收与源差测量模块接收卫星导航信号，对所述本地参考信号进行源差测量，得到本地参考信号的源差值，再输出至所述参数生成模块和所述时差修正计算模块；
[0006]所述本地参考信号还输入到所述可控分频模块产生主时钟，所述参数生成模块产生输出频率调整值，对所述主时钟进行分频产生FTF脉冲信号，再输入到所述延时门控模块；
[0007]被测时间信号分别输入到所述延时门控模块和所述时差测量模块，均对被测时间信号的一个待测秒脉冲作为开门信号进行采集，所述延时门控模块还在所述待测秒脉冲出现后，对随之相邻的所述FTF脉冲信号中的一个临近脉冲作为关门信号进行采集，并将所述关门信号输入到所述时差测量模块；
[0008]所述时差测量模块接入所述本地参考源的本地参考信号，依此为参考时钟，测量所述开门信号和关门信号之间的视在时差；
[0009]所述时差修正计算模块接收所述视在时差和所述本地参考信号的源差值，计算所述视在时差对应的实际时差，由此进一步得到所述被测时间信号的时刻偏差。
[0010]优选的，所述信号接收与源差测量模块包括变频子模块、解调子模块和源差计算模块，所述变频子模块基于所述本地参考信号的实际频率值f0'，进行倍频后的本地载波信
号的实际频率值f
c
'＝Mf0'，其中M表示倍频值，对输入的卫星导航信号f
sz
进行下变频处理，得到低中频信号输入到解调子模块，并且所述变频子模块还输出载波频差Δf
c
'，所述解调子模块利用所述本地载波信号进行载波环路跟踪解调获得解调信息，并且所述解调子模块还输出跟踪频差Δf
c
″
，所述载波频差和跟踪频差相加Δf
c
'+Δf
c
″
＝f
c
'
‑
f
sz
，再由源差计算模块计算得到本地参考信号的源差值其中，f0表示本地参考源的标称频率，f0'＝f
c
'/M＝(Δf
c
'+Δf
c
″
+f
sz
)/M。
[0011]优选的，所述可控分频模块包括第一加法器和延时寄存器，来自所述参数生成模块的频率调整值输入到所述第一加法器，并且与延时寄存器存储的累积值进行周期累加，并且在累加到一个秒周期后，第一加法器对输入的频率调整值进行更新，并继续进行累加，所述第一加法器还级联有用于检测输出波形边沿转换的边沿检测器，所述边沿检测器输出所述秒脉冲信号。
[0012]优选的，所述参数生成模块得到本地参考信号的源差值本地参考信号的实际频率在所述可控分频模块中经过K倍频后，产生主时钟的实际频率是Kf0'，当产生一个周期为T
x
的周期脉冲输出，则所述参数生成模块对应可以计算得到频率调整值为2
N
/Kf0'T
x
，N表示DDS的相位累加器的字长。
[0013]优选的，所述时差测量模块测量所述开门信号和关门信号之间的视在时差τ
p
，所述时差修正计算模块接收来自信号接收与源差测量模块的本地参考信号的源差值进一步计算所述开门信号和关门信号实际时差以及根据所述开门信号相对于临近的本地秒脉冲之间的FTF脉冲的个数及所述实际时差τ
c
，得到所述被测时间信号的时刻偏差。
[0014]优选的，还包括有峰值检测与整形模块，对输入的所述被测时间信号先进行峰值检测和整形之后，再分别输入到所述延时门控模块和时差测量模块。
[0015]基于同一构思，本专利技术还提供一种基于卫星导航信号的时间信号测量方法，包括步骤：
[0016]接收卫星导航信号，利用所述卫星导航信号对所述本地参考信号进行源差测量，得到本地参考信号的源差值；
[0017]利用所述本地参考信号的源差值进行频率调整，通过可控分频产生FTF脉冲信号和本地秒时刻信号；
[0018]对被测时间信号的一个待测脉冲作为开门信号进行采集，然后对所述待测脉冲出现后，对随之相邻的所述FTF脉冲信号中的一个脉冲作为关门信号进行采集；
[0019]以所述本地参考信号为参考时钟，测量所述开门信号和关门信号之间的视在时差；
[0020]利用所述本地参考信号的源差值，计算所述视在时差对应的实际时差，由此进一步得到所述被测时间信号的时刻偏差。
[0021]优选的，所述利用所述卫星导航信号对所述本地参考信号进行源差测量的方法包括：
[0022]对所述本地参考信号进行倍频得到本地载波信号，
[0023]利用所述本地载波信号对所述卫星导航信号进行解调接收，实时得到本地载波信号与卫星导航信号的实际频差，
[0024]利用所述卫星导航信号的实际频率和所述实际频差，计算得到所述本地载波信号的实际频率，进而得到所述本地参考信号的实际频率，
[0025]利用所述本地参考信号的实际频率和标称频率，计算得到所述本地参考信号的源差值。
[0026]优选的，测量所述开门信号和关门信号之间的视在时差τ
p
，所述本地参考信号的源差值进一步计算所述开门信号和关门信号实际时差以及根据所述开门信号相对于临近的本地秒脉冲之间的FTF脉冲的个数及所述实际时差τ
c
，得到所述被测时间信号的时刻偏差。
[0027]优选的，所述被测时间信号先进行峰值检测和整形之后，再作为开门信号被采集。
[0028]本专利技术的有益效果是：本专利技术公开了一种基于卫星导航信号的时间信号测量装置和方法，该装置包括本地参考源、本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于卫星导航信号的时间信号测量装置，其特征在于，包括本地参考源、信号接收与源差测量模块、可控分频模块、参数生成模块、延时门控模块、时差测量模块和时差修正计算模块，所述本地参考源输出本地参考信号至所述信号接收与源差测量模块，所述信号接收与源差测量模块接收卫星导航信号，对所述本地参考信号进行源差测量，得到本地参考信号的源差值，再输出至所述参数生成模块和所述时差修正计算模块；所述本地参考信号还输入到所述可控分频模块产生主时钟，所述参数生成模块产生输出频率调整值，对所述主时钟进行分频产生FTF脉冲信号，再输入到所述延时门控模块；被测时间信号分别输入到所述延时门控模块和所述时差测量模块，均对被测时间信号的一个待测秒脉冲作为开门信号进行采集，所述延时门控模块还在所述待测秒脉冲出现后，对随之相邻的所述FTF脉冲信号中的一个临近脉冲作为关门信号进行采集，并将所述关门信号输入到所述时差测量模块；所述时差测量模块接入所述本地参考源的本地参考信号，依此为参考时钟，测量所述开门信号和关门信号之间的视在时差；所述时差修正计算模块接收所述视在时差和所述本地参考信号的源差值，计算所述视在时差对应的实际时差，由此进一步得到所述被测时间信号的时刻偏差。2.根据权利要求1所述的基于卫星导航信号的时间信号测量装置，其特征在于，所述信号接收与源差测量模块包括变频子模块、解调子模块和源差计算模块，所述变频子模块基于所述本地参考信号的实际频率值f0'，进行倍频后的本地载波信号的实际频率值f
c
'＝Mf0'，其中M表示倍频值，对输入的卫星导航信号f
sz
进行下变频处理，得到低中频信号输入到解调子模块，并且所述变频子模块还输出载波频差Δf
c
'，所述解调子模块利用所述本地载波信号进行载波环路跟踪解调获得解调信息，并且所述解调子模块还输出跟踪频差Δf
c”，所述载波频差和跟踪频差相加Δf
c
'+Δf
c”＝f
c
'
‑
f
sz
，再由源差计算模块计算得到本地参考信号的源差值其中，f0表示本地参考源的标称频率，f0'＝f
c
'/M＝(Δf
c
'+Δf
c”+f
sz
)/M。3.根据权利要求2所述的基于卫星导航信号的时间信号测量装置，其特征在于，所述可控分频模块包括第一加法器和延时寄存器，来自所述参数生成模块的频率调整值输入到所述第一加法器，并且与延时寄存器存储的累积值进行周期累加，并且在累加到一个秒周期后，第一加法器对输入的频率调整值进行更新，并继续进行累加，所述第一加法器还级联有用于检测输出波形边沿转换的边沿检测器，所述边沿检测器输出所述秒脉冲信号。4.根据权利要求3所述的基于卫星导航信号的时间信号测量装置，其特征在于，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：张北江，赵陆文，
申请(专利权)人：南京尤尼泰信息科技有限公司，
类型：发明
国别省市：