一种时间同步方法技术

本发明专利技术属于时间同步技术领域，公开了一种时间同步方法、系统、介质、设备及终端，在无人机上搭载高精度时频传递与同步技术终端，通过微波双向比对方法实现高精度时间同步；频率同步方面，采用将本地晶振锁相到芯片原子钟上，实现频率的短稳指标；通过微波双向比对获得的钟差和载波跟踪获得的载波频率驯服本地芯片原子钟的方法，实现长稳指标。本发明专利技术提出了采用基于微波体制的移动目标实时连续比对时空基准同步技术，突破区域尺度下移动目标间无线时频传递与同步技术，为网络化雷达系统中移动目标组网提供高精度、低成本、高可靠性的无线时频同步服务，满足了复杂电磁环境下的应用需求，并最终实现了在广域范围内，数十个移动目标的时空同步。标的时空同步。标的时空同步。

【技术实现步骤摘要】
一种时间同步方法


[0001]本专利技术属于时间同步
，尤其涉及一种时间同步方法。

技术介绍

[0002]目前，为了解决面向网络化雷达系统中空中移动目标间空/时/频/相同步精度的需求，特别是在：一、网络雷达系统后期会有数十个移动目标的时频同步（系统牵引指标）需求；二、移动目标上搭载的频率源受重量、功耗、震动等约束，铯钟、氢钟等高性能原子钟无法搭载，需要高频次的双向时间比对修正动态环境下多普勒频率的影响；三、传统微波双向时间同步需要交换两目标之间的本地伪距和载波观测量，根据与信号SNR以及数据速率的关系，更高的数据速率需要更好的信号质量满足数据交换，因此，常采用TDMA体制，即每个目标完成当前的时频同步后，需间隔较长时间才能完成下一次的时频同步，因此TDMA体制暂不能满足当前移动目标的高精度时频同步需求。
[0003]通过上述分析，现有技术存在的问题及缺陷为：采用TDMA体制需间隔较长时间完成下一次时频同步，暂不能满足当前移动目标高精度时频同步需求；同时，现有技术只完成了时间的同步，并未考虑频率的同步，因此，亟待发展一种新的微波双向时频同步技术。

技术实现思路

[0004]针对现有技术存在的问题，本专利技术提供了一种时间同步方法、系统、介质、设备及终端，尤其涉及一种用于移动目标之间的高精度时频传递与同步方法。
[0005]本专利技术是这样实现的，一种时间同步方法，所述时间同步方法包括：以无人机作为空基移动目标，在无人机上搭载高精度时频传递与同步技术终端，通过微波双向比对方法实现高精度时间同步；频率同步方面，采用将本地晶振锁相到芯片原子钟上，实现频率的短稳指标；通过微波双向比对获得的钟差和载波跟踪获得的载波频率驯服本地芯片原子钟的方法，实现长稳指标。
[0006]进一步，所述时间同步方法包括以下步骤：步骤一，为每个移动目标分配一个扩频伪随机码序列；用来区分不同的移动目标；步骤二，建立任意两个移动目标间的时频同步模型；用来建立基于微波双向技术的无线链路，任意两个移动目标可以通过该链路实现高精度时间同步和频率同步。
[0007]步骤三，进行任意两个移动目标之间的时间同步；描述了基于双向单程伪距测量方法实现任意两个移动目标的时间同步；步骤四，进行任意两个移动目标之间的频率传递；描述了如何实现任意两个移动目标实现频率传递，使任意两个移动目标达到了时频同步。
[0008]进一步，所述步骤一中的为每个移动目标分配一个扩频伪随机码序列包括：当系统开启工作时，为每个移动目标上微波双向设备分配一个扩频伪随机码序列，实现全网覆盖、任意两移动目标之间信息的网内实时共享，任意两移动目标之间通过微波双向比对实现高精度距离测量与时间同步。
[0009]每个移动目标利用分配给自身的特定扩频码，通过广播式的方法实现扩频调制并向其他目标发送信息，实现单点到多点的多址发送，全网内各目标均收到本目标发送的信息，且网内任意一个移动目标均具有这一功能；如果需要向特定目标发送，则在数据链路层的传输帧结构中定义目的地址。
[0010]进一步，所述步骤二中的建立任意两个移动目标间的时频同步模型包括：任意两个移动目标之间通过无线模式相互链接，采用双向单程伪距/载波相位测量实现高精度时间同步和频率同步。每个移动目标均搭载一套相同的微波双向收发设备，每套设备包括收发天线、双工器、功率放大器、低噪声放大器、上变频器、下变频器、调制解调器以及时钟源。
[0011]进一步，所述步骤三中的任意两个移动目标之间的时间同步方法包括：任意两个移动目标之间高精度时频传递与同步采用双向单程伪距测量方法实现；两端的调制解调器通过伪码和载波相位测量，两端各自得到相对伪距；通过双向测量消除钟差，实现站间测距、时间同步和数据交互；其中，所述调制解调器包含发射部分和接收部分。
[0012]进一步，所述步骤四中的任意两个移动目标之间的频率传递方法包括：任意两个移动目标之间频率传递，通过将本地晶振锁相到芯片原子钟上，实现频率的短稳指标；通过微波双向比对获得的钟差或载波跟踪获得的载波频率驯服本地芯片原子钟，实现长稳指标。
[0013]频率传递过程中，将高稳晶振锁相到芯片原子钟上，保证晶振输出与芯片原子钟相同频率准确度的10MHz频率信号，同时继承高稳晶振自身良好的短稳特性；晶振输出的10MHz频率信号输出至上下变频模块作为频率参考，上下变频模块中的频综根据输入的10MHz频率信号产生上变频、下变频和自环校准通道、ADC、DAC所需的各种频率，同时输出参考频率至微波双向时间比对基带作为FPGA的系统工作时钟。
[0014]驯服模块将微波双向比对获取的钟差数据和通过载波跟踪剥离多普勒频率，通过锁相环的环路滤波器后，将钟差值和频率值转换为芯片原子钟的调整量对芯片原子钟进行调控，输出长期稳定度更优的频率基准。
[0015]本专利技术的另一目的在于提供一种应用所述的时间同步方法的时间同步系统，所述时间同步系统包括：伪随机码序列分配模块，用于为每个移动目标分配一个扩频伪随机码序列；时频同步模型构建模块，用于建立任意两个移动目标间时频同步模型；时间同步模块，用于进行任意两个移动目标之间时间同步；频率传递模块，用于进行任意两个移动目标之间频率传递。
[0016]本专利技术的另一目的在于提供一种计算机设备，所述计算机设备包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时，使得所述处理器执行所述的时间同步方法的步骤。
[0017]本专利技术的另一目的在于提供一种计算机可读存储介质，存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，使得所述处理器执行所述的时间同步方法的步骤。
[0018]本专利技术的另一目的在于提供一种信息数据处理终端，所述信息数据处理终端用于实现所述的时间同步系统。
[0019]结合上述的技术方案和解决的技术问题，请从以下几方面分析本专利技术所要保护的技术方案所具备的优点及积极效果为：第一，针对上述现有技术存在的技术问题以及解决该问题的难度，紧密结合本专利技术的所要保护的技术方案以及研发过程中结果和数据等，详细、深刻地分析本专利技术技术方案如何解决的技术问题，解决问题之后带来的一些具备创造性的技术效果。具体描述如下：本专利技术提供的用于移动目标之间的高精度时频传递与同步方法，以无人机作为空基移动目标示例，在无人机上搭载高精度时频传递与同步技术终端，通过微波双向比对方法实现高精度时间同步；在频率同步方面，采用将本地晶振锁相到芯片原子钟上，实现频率的短稳指标；通过微波双向比对获得的钟差和载波跟踪获得的载波频率驯服本地芯片原子钟的方法，实现长稳指标。
[0020]第二，把技术方案看做一个整体或者从产品的角度，本专利技术所要保护的技术方案具备的技术效果和优点，具体描述如下：本专利技术提出了采用基于微波体制的移动目标实时连续比对时空基准同步技术，突破区域尺度下移动目标间无线时频传递与同步技术，为网络化雷达系统中移动目标组网提供高精度、低成本、高可靠性的无线时频同步服务，满足复杂电磁环境下的应用需求，并最终实现了在广域范本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种时间同步方法，其特征在于，所述时间同步方法包括：以无人机作为空基移动目标，在无人机上搭载高精度时频传递与同步技术终端，通过微波双向比对方法实现高精度时间同步；频率同步方面，采用将本地晶振锁相到芯片原子钟上，实现频率的短稳指标；通过微波双向比对获得的钟差和载波跟踪获得的载波频率驯服本地芯片原子钟的方法，实现长稳指标。2.如权利要求1所述的时间同步方法，其特征在于，所述时间同步方法包括以下步骤：步骤一，为每个移动目标分配一个扩频伪随机码序列；步骤二，建立任意两个移动目标间的时频同步模型；步骤三，进行任意两个移动目标之间的时间同步；步骤四，进行任意两个移动目标之间的频率传递。3.如权利要求2所述的时间同步方法，其特征在于，所述步骤一中的为每个移动目标分配一个扩频伪随机码序列包括：当系统开启工作时，为每个移动目标上微波双向设备分配一个扩频伪随机码序列，实现全网覆盖、任意两移动目标之间信息的网内实时共享，任意两移动目标之间通过微波双向比对实现高精度距离测量与时间同步；每个移动目标利用分配给自身的特定扩频码，通过广播式的方法实现扩频调制并向其他目标发送信息，实现单点到多点的多址发送，全网内各目标均收到本目标发送的信息，且网内任意一个移动目标均具有这一功能；如果需要向特定目标发送，则在数据链路层的传输帧结构中定义目的地址。4.如权利要求2所述的时间同步方法，其特征在于，所述步骤二中的建立任意两个移动目标间的时频同步模型包括：任意两个移动目标之间通过无线模式相互链接，采用双向单程伪距/载波相位测量实现高精度时间同步和频率同步；每个移动目标均搭载一套相同的微波双向收发设备，每套设备包括收发天线、双工器、功率放大器、低噪声放大器、上变频器、下变频器、调制解调器以及时钟源。5.如权利要求2所述的时间同步方法，其特征在于，所述步骤三中的任意两个移动目标之间的时间同步方法包括：任意两个移动目标之间高精度时频传递与同步采用双向单程伪距测量方法实现；两端的调制解调器通过伪码和载波相位测量，两端各自得到相对伪距；通过双向测...

【专利技术属性】
技术研发人员：关小龙，武建锋，吴华兵，胡永辉，赵爱萍，
申请(专利权)人：中国科学院国家授时中心，
类型：发明
国别省市：