【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于无线电授时信号接收处理，特别涉及一种低频时码授时信号模块化接收处理装置及方法。
技术介绍
1、现代化社会中，时间同步是许多领域的基础和前提(示例性的，如工业控制、交通、金融等领域)；因此，研究时间同步技术对现代化社会的发展至关重要。
2、低频时码授时技术是itu(international telecommunication union)提倡的授时手段，可广泛应用于各个领域；进一步解释性的，低频授时系统是指工作频段为30～300khz的长波授时系统。示例性的，中国低频时码授时系统呼号为bpc，发播台位于河南省商丘市，采用模拟秒脉冲调幅技术，通过调制脉宽的方式传递时间信息，发播载频为68.5khz，每分钟发送3帧时码数据，授时精度可达亚毫秒，能满足中等精度时间用户的需求。
3、低频时码授时技术可在室内、峡谷等无互联网及卫星信号差的情况下，提供精准的授时服务；同时，低频时码可以通过天波、地波两种方式传递时间信号，可实现远距离时间传递。现有传统的接收处理方法存在电路复杂、功耗高、体积大等缺陷，不能适用于小型化、轻量化应用场景，不具备灵活性；。另外，现有传统方法存在模块化程度低、数字化信号处理效率低、硬件电路实现成本高等缺陷，缺乏适用于各种场合的通用解决方案。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种低频时码授时信号模块化接收处理装置及方法，以解决上述存在的一个或多个技术问题。本专利技术具体提供了基于fpga技术的低频时码授时信号模块化接收处理方
2、为达到上述目的，本专利技术采用以下技术方案：
3、本专利技术第一方面，提供一种低频时码授时信号模块化接收处理装置，包括：
4、信号接收及预处理模块，用于接收实际发播的低频时码授时信号，模数转换后输出低频时码授时数字信号；
5、集成在fpga内的数字信号处理模块，用于接收处理所述信号接收及预处理模块输出的低频时码授时数字信号，输出时间信息和1pps；
6、其中，所述数字信号处理模块包括：
7、数字信号解调模块，用于输入低频时码授时数字信号并获取信号的包络，得到带有时间信息的低频时码脉冲信号；
8、低频时码解码模块，用于输入所述带有时间信息的低频时码脉冲信号并进行解码处理，通过判断低电平脉冲宽度，根据低频时码信号体制编码规则，输出低频时码时间和低频时码1pps；
9、秒信号处理模块，用于输入低频时码1pps与本地1pps并做同步处理，采集1pps相位差，经数字滤波平滑处理后对本地1pps做移相处理，经时延修正获得校正后的1pps；
10、时码修正模块，用于输入低频时码时间和本地时间，以所述校正后的1pps驱动本地时间计数，通过低频时码时间修正本地时间，获得修正后的时间信息。
11、本专利技术的进一步改进在于，所述数字信号解调模块中，执行输入低频时码授时数字信号并获取信号的包络，得到带有时间信息的低频时码脉冲信号的步骤包括：
12、输入低频时码授时数字信号，通过单周期载波最大值识别的方法获取信号的包络，得到带有时间信息的低频时码脉冲信号。
13、本专利技术的进一步改进在于，所述数字信号处理模块还包括：
14、数字自动增益控制模块，用于输入所述信号接收及预处理模块输出的低频时码授时数字信号，对信号强度进行门限比较自动调整放大增益，输出放大增益处理后低频时码授时数字信号；
15、数字滤波处理模块，用于输入所述放大增益处理后低频时码授时数字信号，进行滤波处理，输出滤波处理后低频时码授时数字信号；其中，所述滤波处理后低频时码授时数字信号用于输入所述数字信号解调模块。
16、本专利技术的进一步改进在于，所述数字滤波处理模块中，执行输入所述放大增益处理后低频时码授时数字信号，进行滤波处理，输出滤波处理后低频时码授时数字信号的步骤包括：
17、输入所述放大增益处理后低频时码授时数字信号，采用自适应fir数字滤波算法进行滤波处理，输出滤波处理后低频时码授时数字信号。
18、本专利技术的进一步改进在于，所述信号接收预处理模块包括：
19、磁棒接收天线模块，用于接收包含低频时码预设频率频点的无线电信号；
20、低噪声放大模块，用于输入所述无线电信号，并进行放大处理，输出放大处理后信号；
21、带通滤波模块，用于输入所述放大处理后信号，滤除频率干扰信号，获得预设频率为中心频点的窄带信号；
22、模数转换模块，用于输入所述窄带信号，进行模数转换，获得用于输入所述数字信号处理模块的低频时码授时数字信号。
23、本专利技术的进一步改进在于，所述信号接收预处理模块还包括：
24、电源转换模块，用于输入电压并进行电压转换，为所述低频时码授时信号模块化接收处理装置中各模块供电。
25、本专利技术的进一步改进在于，所述信号接收预处理模块还包括：
26、恒温晶振模块，用于通过分频提供本地时间以及本地1pps。
27、本专利技术的进一步改进在于，所述实际发播的低频时码授时信号的频率为68.5khz。
28、本专利技术的进一步改进在于，还包括：
29、时间信号输出模块，包括：用于输出时间信息的串网口输出模块和用于输出1pps的1pps信号输出模块；
30、其中，所述串网口输出模块的串口采用uart协议，网口采用tcp协议；所述时间信息包括年、月、日、周、时、分、秒；所述1pps信号输出模块包括用于输出1pps的sma射频端口。
31、本专利技术第二方面，提供一种低频时码授时信号模块化接收处理方法，包括以下步骤：
32、信号接收及预处理模块接收预设频率的低频时码授时模拟信号，模数转换后输出低频时码授时数字信号；
33、集成在fpga内的数字信号处理模块接收所述信号接收及预处理模块输出的低频时码授时数字信号，输出时间信息和1pps；
34、其中，所述数字信号处理模块中，数字信号解调模块输入低频时码授时数字信号并获取信号的包络，得到带有时间信息的低频时码脉冲信号；低频时码解码模块输入所述带有时间信息的低频时码脉冲信号并进行解码处理，通过判断低电平脉冲宽度，根据低频时码信号体制编码规则，输出低频时码时间和低频时码1pps；秒信号处理模块输入低频时码1pps与本地1pps并做同步处理，采集1pps相位差，经数字滤波平滑处理后对本地1pps做移相处理，经时延修正获得校正后的1pps；时码修正模块输入低频时码时间和本地时间，以所述校正后的1pps驱动本地时间计数，通过低频时码时间修正本地时间，获得修正后的时间信息。
35、与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：
36、本专利技术提供了一种低频时码授时信号模本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种低频时码授时信号模块化接收处理装置，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的低频时码授时信号模块化接收处理装置，其特征在于，所述数字信号解调模块中，执行输入低频时码授时数字信号并获取信号的包络，得到带有时间信息的低频时码脉冲信号的步骤包括：
3.根据权利要求1所述的低频时码授时信号模块化接收处理装置，其特征在于，所述数字信号处理模块还包括：
4.根据权利要求3所述的低频时码授时信号模块化接收处理装置，其特征在于，所述数字滤波处理模块中，执行输入所述放大增益处理后低频时码授时数字信号，进行滤波处理，输出滤波处理后低频时码授时数字信号的步骤包括：
5.根据权利要求1所述的低频时码授时信号模块化接收处理装置，其特征在于，所述信号接收预处理模块包括：
6.根据权利要求5所述的低频时码授时信号模块化接收处理装置，其特征在于，所述信号接收预处理模块还包括：
7.根据权利要求5所述的低频时码授时信号模块化接收处理装置，其特征在于，所述信号接收预处理模块还包括：
8.根据权利要求1所述的一种低频时码授
9.根据权利要求1所述的一种低频时码授时接收装置，其特征在于，还包括：
10.一种低频时码授时信号模块化接收处理方法，其特征在于，包括以下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种低频时码授时信号模块化接收处理装置，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的低频时码授时信号模块化接收处理装置，其特征在于，所述数字信号解调模块中，执行输入低频时码授时数字信号并获取信号的包络，得到带有时间信息的低频时码脉冲信号的步骤包括：
3.根据权利要求1所述的低频时码授时信号模块化接收处理装置，其特征在于，所述数字信号处理模块还包括：
4.根据权利要求3所述的低频时码授时信号模块化接收处理装置，其特征在于，所述数字滤波处理模块中，执行输入所述放大增益处理后低频时码授时数字信号，进行滤波处理，输出滤波处理后低频时码授时数字信号的步骤包括：
5.根据权利...
【专利技术属性】
技术研发人员：冯平，齐震，刘强，李孝辉，
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：
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