一种无线接收设备的授时系统及授时方法技术方案

本发明专利技术公开了一种无线接收设备的授时系统及授时方法，提高秒脉冲时差的测量精度。其中该系统主要包括：产生秒脉冲的逻辑电路，存储采样数据的存储器，对采样数据进行基带信号处理、得到原始观测量的基带处理模块，根据原始观测量的锁存时刻获得秒脉冲时差的时间解算模块，以及对秒脉冲时差进行滤波后反馈给逻辑电路的延迟锁定环；其中，逻辑电路根据反馈修正后续秒脉冲的产生时刻。本发明专利技术综合了所有通道的观测量，相对于单个通道具有更高的精确度，而且不受特定通道信号跟踪性能和质量的影响。在有多个授时信号源的情况下，可以融合各信号源，减小了测量误差，提高了授时精度；也可以进行自主完好性检测，提高授时系统的安全性和可靠性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及无线接收设备的授时系统，尤其涉及。
技术介绍
高精度时间基准已经成为军/民用通信、武器平台等领域重要的基础保障平台之一，典型应用在诸如在移动通信网、数字同步网、航空航天、导弹航天试验时统系统、常规兵器试验时统系统、分布式多目标联合测控(雷达等)时统系统等应用领域。卫星导航定位系统可提供高精度、全天时、全天候的导航、定位和授时服务，是一种可供海陆空天领域军民用户共享的信息资源，而且卫星授时具有高精度、低成本、覆盖范围广的特点。 GPS卫星导航系统作为美国为军方设计的卫星导航系统，虽然在民用方面已经开拓了巨大的市场，但美国一直没有承诺对民用市场保证使用，这样就存在着在某些特殊情况下GPS不能保证使用的可能，这将会极大危害应用GPS定时接收设备的系统的安全。俄罗斯的格洛纳斯(GL0NASS)系统也存在同样的问题。 为满足时间频率同步所要求的精度高、覆盖范围广等要求，目前普遍采用GPS授 时。GPS授时产品应用会使我国国防建设面临巨大的潜在安全隐患，急需我国自主知识产权 的北斗时频产品来逐步替代GPS产品，以满足我国国防建设的需要。 目前，我国自行研制的卫星导航定位系统一双星导航定位系统(北斗一号)已正 常运行，它是我国的第一代卫星导航定位系统，该系统是一个具有全天候、高精度、快速实 时特点的区域性导航定位系统，兼有简短数字报文通信和授时功能。如果采用高性能GPS/ GLONASS/北斗三系统时间频率同步设备，就可以保证某一个或两个卫星定位系统失效的情 况下，可以采用其他可用卫星定位系统提供的定时信息，以维持系统的正常工作，大大增加 了系统的安全性。 短波授时台(BPM)每天24小时连续不断地以四种频率(2. 5M， 5M， IOM， 15M，同时保 证3种频率)交替发播标准时间和标准频率信号，覆盖半径超过3000公里，授时精度为毫 秒(千分之一秒)量级；长波授时台(BPL)每天定时发播载频为lOOKHz的高精度长波时频 信号，地波作用距离1000-2000公里，天地波结合，覆盖全国陆地和近海海域，授时精度为 微秒(百万分之一秒)量级。 以GLONASS授时原理为例 GLONASS是由前苏联开始研制现由俄罗斯管理的全球卫星导航系统。系统由24颗 卫星组成，分布在轨道高度为19100KM的三个轨道面上，运行周期为11小时15分。 GLONASS授时原理如图1所示 用户捕获可见范围的GLONASS卫星的信号，采用确定的伪随机测距码，获得起始 帧的相关峰值。利用相关峰值产生秒脉冲(Pulses Per Second, l卯s)作为关门脉冲，测出 用户机的整秒与相关峰的时间间隔A L，再减去信号传播时延tK。2和用户设备时延tKU，得到 钟差(秒脉冲时差，也即卫星时间和接收机时间之差)e ，对时钟进行修正。 在实现本专利技术过程中，专利技术人发现现有技术至少存在如下问题 (1)从用户本地lpps开始到相关峰产生的AL测量精度受时钟分辨率的限制而精确度较低； (2)对于捕获的可见范围的GLONASS卫星的信号需要实时处理，无法先行存储后 续再在其他时刻进行处理； (3)对于时钟误差的测量，需要锁定一个特定的通道，无法综合多个通道进行时钟 误差的测量。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题，在于需要提供一种无线接收设备的授时系统及授时 方法，以提高秒脉冲时差的测量精度。 为了解决上述技术问题，本专利技术首先提供了一种无线接收设备的授时系统，包 括 秒脉冲产生逻辑电路，用于根据系统时钟信号和参考时钟信号中的至少其中之一 产生秒脉冲； 数据存储器，与所述秒脉冲产生逻辑电路相连，用于存储根据采样时钟进行采样 获得采样数据； 基带处理模块，与所述数据存储器相连，用于对所述采样数据进行基带信号处理， 得到原始观测量； 时间解算模块，与所述数据存储器及基带处理模块相连，用于根据所述原始观测 量的锁存时刻，获得秒脉冲时差； 延迟锁定环，与所述秒脉冲产生逻辑电路及时间解算模块相连，用于对所述秒脉 冲时差进行滤波后反馈给所述秒脉冲产生逻辑电路； 其中，所述秒脉冲产生逻辑电路根据所述反馈修正后续秒脉冲的产生时刻。 优选地，所述参考时钟信号用于控制所述秒脉冲产生的间隔；所述系统时钟信号 用于调整所述秒脉冲产生的时刻。 优选地，所述系统时钟信号和参考时钟信号为异步时钟信号或者同步时钟信号。 优选地，所述数据存储器主要采用循环缓冲器构成，包含有一个写指针和一个读 指针，其中所述写指针记录当前写入数据的位置，所述读指针记录当前读出数据的位置。 优选地，所述数据存储器在所述秒脉冲产生逻辑电路产生的所述秒脉冲到达的时 刻，锁存当前的写指针位置。 优选地，所述数据存储器在所述系统时钟信号的频率高于所述采样时钟的频率 时，对所述秒脉冲到达时刻的写指针位置进行插值。 优选地，所述延迟锁定环进一步用于控制所述秒脉冲产生逻辑电路生成所述秒脉 冲的分频比。 为了解决上述技术问题，本专利技术还提供了一种无线接收设备的授时方法，包括 根据系统时钟信号和参考时钟信号中的至少其中之一产生秒脉冲； 存储根据采样时钟进行采样获得采样数据； 对所述采样数据进行基带信号处理，得到原始观测量； 根据所述原始观测量的锁存时刻，获得秒脉冲时差； 对所述秒脉冲时差进行滤波，以修正后续秒脉冲的产生时刻。 优选地，所述参考时钟信号用于控制所述秒脉冲产生的间隔；所述系统时钟信号 用于调整所述秒脉冲产生的时刻。 优选地，所述系统时钟信号和参考时钟信号为异步时钟信号或者同步时钟信号。 优选地，该方法进一步包括 所述系统时钟信号的频率高于所述采样时钟的频率时，对记录所述秒脉冲到达时刻的写指针位置进行插值。优选地，该方法进一步包括 控制产生所述秒脉冲的分频比。 与现有技术相比，在本专利技术技术方案是根据时间解算的结果进行秒脉冲时差的计 算，综合了所有通道的观测量，相对于单个通道处理结果，具有更高的精确度，而且计算过 程不受特定通道信号跟踪性能和质量等的影响。在有多个授时信号源的情况下，可以实现 对各个信号源计算出的秒脉冲时差进行融合，减小了测量误差，提高了授时精度，也可以进 行自主完好性检测，提高授时系统的安全性和可靠性。本专利技术技术方案，通过对秒脉冲时差 进行滤波以及反馈，平滑了测量误差，减小时差调整的抖动。有多个授时信号源的情况下， 在其中一路用于授时的信号(即某一个授时信号源的信号)消失后，还可以平稳切换为应 用其他授时信号。 本专利技术的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变 得显而易见，或者通过实施本专利技术而了解。本专利技术的目的和其他优点可通过在说明书、权利 要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。附图说明 附图用来提供对本专利技术的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本专利技术的实施例一起用于解释本专利技术，但并不构成对本专利技术的限制。在附图中 图1是现有技术中GL0NASS系统授时原理图； 图2是本专利技术无线接收设备授时系统实施例的组成示意图； 图3是本专利技术无线接收设备授时方法实施例的流程示意图； 图4是本专利技术授时信号产生时序示意图。具体实施例方式以下将结合附图及实施例来详细说明本专利技术的实施方式，借此对本专利技术如何应用技术手段来解决技术问题，并达成技术本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种无线接收设备的授时系统，其特征在于，包括：秒脉冲产生逻辑电路，用于根据系统时钟信号和参考时钟信号中的至少其中之一产生秒脉冲；数据存储器，与所述秒脉冲产生逻辑电路相连，用于存储根据采样时钟进行采样获得采样数据；基带处理模块，与所述数据存储器相连，用于对所述采样数据进行基带信号处理，得到原始观测量；时间解算模块，与所述数据存储器及基带处理模块相连，用于根据所述原始观测量的锁存时刻，获得秒脉冲时差；延迟锁定环，与所述秒脉冲产生逻辑电路及时间解算模块相连，用于对所述秒脉冲时差进行滤波后反馈给所述秒脉冲产生逻辑电路；其中，所述秒脉冲产生逻辑电路根据所述反馈修正后续秒脉冲的产生时刻。

【技术特征摘要】
一种无线接收设备的授时系统，其特征在于，包括秒脉冲产生逻辑电路，用于根据系统时钟信号和参考时钟信号中的至少其中之一产生秒脉冲；数据存储器，与所述秒脉冲产生逻辑电路相连，用于存储根据采样时钟进行采样获得采样数据；基带处理模块，与所述数据存储器相连，用于对所述采样数据进行基带信号处理，得到原始观测量；时间解算模块，与所述数据存储器及基带处理模块相连，用于根据所述原始观测量的锁存时刻，获得秒脉冲时差；延迟锁定环，与所述秒脉冲产生逻辑电路及时间解算模块相连，用于对所述秒脉冲时差进行滤波后反馈给所述秒脉冲产生逻辑电路；其中，所述秒脉冲产生逻辑电路根据所述反馈修正后续秒脉冲的产生时刻。2. 如权利要求1所述的系统，其特征在于 所述参考时钟信号用于控制所述秒脉冲产生的间隔； 所述系统时钟信号用于调整所述秒脉冲产生的时刻。3. 如权利要求1所述的系统，其特征在于所述系统时钟信号和参考时钟信号为异步时钟信号或者同步时钟信号。4. 如权利要求l所述的系统，其特征在于所述数据存储器主要采用循环缓冲器构成，包含有一个写指针和一个读指针，其中所 述写指针记录当前写入数据的位置，所述读指针记录当前读出数据的位置。5. 如权利要求4所述的系统，其特征在于所述数据存储器在所述秒脉冲产生逻辑电路产生的所述秒...

【专利技术属性】
技术研发人员：高庆余，莫钧，
申请(专利权)人：和芯星通科技北京有限公司，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]