【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及时钟同步的，具体为一种基于ads-b信号的海量电力测量设备时间同步方法及系统。
技术介绍
1、随着物联网、人工智能和大数据的飞速发展，智能电网已经成为了电网系统中最具前景的发展方向。在智能电网的背景下，大量的数据主要是通过基于大型物联网的电表、配电变压器以及其他计量设备收集而来的。由于缺乏大规模异构设备的时间同步方法，多源数据难以对齐，影响了多源数据的协同。为了支持大规模物联网应用与异构传感设备的协作，需要一种室内外可适用于异构设备的精确同步方法。
2、现有的同步方法有：1、ftsp是基于时间交换的方法的代表，在同构网络中通过主动通信广播时间参考。由于多跳广播带来的同步误差累加，针对同构网络的方法往往不能覆盖大面积。2、ntp(network time protocol)是一种广泛应用于异构设备与internet连接同步的方法。它利用设备和服务器之间的网络延迟来计算本地时间偏移。但ntp在同步时要求网络连接稳定。当网络抖动时，网络时延难以估计，导致同步时出现错误。3、全球定位系统(gps)时间服务利用卫星获得精确的utc时间，该时间对全球异构设备都是准确有效的。但gps信号无法到达室内，这极大地限制了其应用场景。综上，现有的方法都不能满足所有的期望要求。
3、广播自动相关监视(ads-b)信号是一种关于飞机飞行状态的广播信息，载波频率为1090mhz。由于飞机的高度比卫星低得多，ads-b信号很容易到达室内并且覆盖范围广。这项技术对于大量分布在室内、地下室、配电箱的电力配网侧终端计量设备而言
技术实现思路
1、鉴于上述存在的问题，提出了本专利技术。
2、因此，本专利技术解决的技术问题是：设备无法直接与卫星设备进行时钟同步。
3、为解决上述技术问题，本专利技术提供如下技术方案：一种基于ads-b信号的海量电力测量设备时间同步方法，其包括如下步骤，
4、接收ads-b报文并进行预处理，将预处理后的报文数据上传至云服务器；服务器接收报文数据并进行数据匹配，根据本地时间戳计算系统时差，若同一航空器的匹配报文数大于3，则判断报文数支持时间同步，当报文数支持时间同步时，则使用联合飞机回归算法，对电力测量设备进行同步；当报文数不能支持时间同步时，则搜索所有的同步路径，选择中继节点，若数据包数量不足以实现同步，则服务器反馈给设备延长可变时间窗口长度，并重新进行数据匹配；若数据包的数量足以实现同步，则使用联合飞机回归算法，对电力测量设备进行同步。
5、作为本专利技术所述的一种基于ads-b信号的海量电力测量设备时间同步方法的一种优选方案，其中：所述预处理包括，待同步的电力测量设备接收多个ads-b信号后，去除重传包、去除位置和速度之外的冗余信息滤除位置和速度之外的冗余信息，对接收到的ads-b信号的质量进行信号质量评估。
6、所述质量评估表示为，
7、q(s)＝w1·i(s)+w2·snr(s)
8、其中，w1、w2表示权重系数，i(s)表示信号的强度，snr(s)表示信噪比。
9、当q(s)小于阈值时，则表示信号质量差，若信号质量差的原因为信号干扰以及信号差时，则进行增强滤波，若信号质量差的原因为信号丢失以及非线性失真时，则进行信号重建。
10、作为本专利技术所述的一种基于ads-b信号的海量电力测量设备时间同步方法的一种优选方案，其中：所述数据匹配包括，服务器根据报文中的飞机识别号和飞机坐标来匹配同一位置、同一架飞机的报文。若报文不能提供有效信息，则删除飞机的信息。
11、作为本专利技术所述的一种基于ads-b信号的海量电力测量设备时间同步方法的一种优选方案，其中：所述根据本地时间戳计算系统时差包括，待同步的电力测量设备接收到匹配数据时，各自记录当前设备的本地时间戳，并求出时间戳的差值。
12、作为本专利技术所述的一种基于ads-b信号的海量电力测量设备时间同步方法的一种优选方案，其中：所述选择中继节点包括，服务器将遍历同步节点之间的路径并计算匹配的数据包数量，选择匹配数据包最多的路径节点作为中继节点。
13、作为本专利技术所述的一种基于ads-b信号的海量电力测量设备时间同步方法的一种优选方案，其中：所述联合飞机回归算法包括，算法输入。
14、计算同一个飞行器的总时延和终端a和终端b接收到数据包时的本地时间戳的相对时延。
15、使用接收数据包的时间戳作为飞机间的时间信息，将相对于飞机时间的数据包转移到标准时间轴上。
16、利用线性回归获得终端设备的时钟偏移函数。
17、利用时钟偏移函数对具有不同时钟偏移函数的电力终端设备进行时钟校准。
18、所述算法输入表示为，
19、pi＝{pif1，pif2，....}(|pi|＝n)
20、
21、ts＝{tf1，tf2,....}
22、其中，集合pi包括n个飞机fi匹配到的数据包信息pifi，pi表示飞机的位置，vi表示飞机的有效速度，表示接收到数据包时两个终端本地时间戳，ts表示从系统开始到飞机的第一条匹配消息时间间隔，tf1、tf2表示飞机1和飞机2从系统开始接收到第一条匹配消息时间间隔。
23、作为本专利技术所述的一种基于ads-b信号的海量电力测量设备时间同步方法的一种优选方案，其中：所述总时延表示为，
24、
25、所述相对时延表示为，
26、
27、其中，分别表示终端a和终端b接收到数据包时的本地时间戳，vi，i+1表示采用第i时刻的飞机速度作为第i+1时刻的速度估计值。
28、所述时钟偏移函数表示为，
29、
30、其中，k表示时间倾斜度，b表示时间偏移参数，e表示观测数据中的噪声误差。
31、本专利技术的另外一个目的是提供一种基于ads-b信号的海量电力测量设备时间同步系统，其能通过自适应数据预处理和高精度时间同步算法，解决了现有技术中同步精度不高和对环境适应性差的问题。
32、为解决上述技术问题，本专利技术提供如下技术方案：一种基于ads-b信号的海量电力测量设备时间同步系统，包括：包括数据接收模块、数据预处理模块以及时间同步执行模块。
33、所述数据接收模块负责接收ads-b信号。
34、所述数据预处理模块负责对接收到的信号进行去噪、去除重传包、滤除位置和速度之外的冗余信息。
35、所述时间同步执行模块使用联合飞机回归算法，对电力测量设备进行同步。
36、一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现如上所述一种基于ads-b信号的海量电力测量设备时间同步方法的步骤。
37、一种计算机可读本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于ADS-B信号的海量电力测量设备时间同步方法，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的一种基于ADS-B信号的海量电力测量设备时间同步方法，其特征在于：所述预处理包括，待同步的电力测量设备接收多个ADS-B信号后，去除重传包、去除位置和速度之外的冗余信息滤除位置和速度之外的冗余信息，对接收到的ADS-B信号的质量进行信号质量评估；
3.如权利要求2所述的一种基于ADS-B信号的海量电力测量设备时间同步方法，其特征在于：所述数据匹配包括，服务器根据报文中的飞机识别号和飞机坐标来匹配同一位置、同一架飞机的报文，若报文不能提供有效信息，则删除飞机的信息。
4.如权利要求3所述的一种基于ADS-B信号的海量电力测量设备时间同步方法，其特征在于：所述根据本地时间戳计算系统时差包括，待同步的电力测量设备接收到匹配数据时，各自记录当前设备的本地时间戳，并求出时间戳的差值。
5.如权利要求4所述的一种基于ADS-B信号的海量电力测量设备时间同步方法，其特征在于：所述选择中继节点包括，服务器将遍历同步节点之间的路径并计算匹配的数据包数量
6.如权利要求5所述的一种基于ADS-B信号的海量电力测量设备时间同步方法，其特征在于：所述联合飞机回归算法包括，算法输入；
7.如权利要求6所述的一种基于ADS-B信号的海量电力测量设备时间同步方法，其特征在于：所述总时延表示为，
8.一种采用如权利要求1～7任一所述的一种基于ADS-B信号的海量电力测量设备时间同步方法的系统，其特征在于：包括数据接收模块、数据预处理模块以及时间同步执行模块；
9.一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至7中任一项所述的一种基于ADS-B信号的海量电力测量设备时间同步方法的步骤。
10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至7中任一项所述一种基于ADS-B信号的海量电力测量设备时间同步方法的步骤。
...【技术特征摘要】
1.一种基于ads-b信号的海量电力测量设备时间同步方法，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的一种基于ads-b信号的海量电力测量设备时间同步方法，其特征在于：所述预处理包括，待同步的电力测量设备接收多个ads-b信号后，去除重传包、去除位置和速度之外的冗余信息滤除位置和速度之外的冗余信息，对接收到的ads-b信号的质量进行信号质量评估；
3.如权利要求2所述的一种基于ads-b信号的海量电力测量设备时间同步方法，其特征在于：所述数据匹配包括，服务器根据报文中的飞机识别号和飞机坐标来匹配同一位置、同一架飞机的报文，若报文不能提供有效信息，则删除飞机的信息。
4.如权利要求3所述的一种基于ads-b信号的海量电力测量设备时间同步方法，其特征在于：所述根据本地时间戳计算系统时差包括，待同步的电力测量设备接收到匹配数据时，各自记录当前设备的本地时间戳，并求出时间戳的差值。
5.如权利要求4所述的一种基于ads-b信号的海量电力测量设备时间同步方法，其特征在于：所述选择中继节点包括，服...
【专利技术属性】
技术研发人员：赵毅涛，艾渊，张益鸣，刘兴龙，孙立元，李家浩，杨昊，杨晓华，代盛国，赵永辉，杨子阳，任建宇，茶建华，杨茗，高丽萍，朱葛，尹钰君，
申请(专利权)人：云南电网有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
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