一种播出控制机高精度授时与守时系统和方法技术方案

本发明专利技术涉及一种播出控制机高精度授时与守时系统和方法，包括：主授时服务端和备授时服务端，所述的主授时服务端和备授时服务端分别连接接收导航卫星时钟信号的主卫星时钟接收装置和备卫星时钟接收装置，所述的主授时服务端、备授时服务端通过TCP/IP网络相互连接并与多个授时客户端连接，所述的授时客户端部署在播出控制机上实时对播出控制机的系统时间进行检测和校正。本发明专利技术使用导航卫星时钟作为标准时间，并使用多个授时服务端和授时客户端作为标准时间的传递途径，对播出控制机的操作系统时间进行授时。还设置了守时同步装置，利用播出同步信号或内部高稳时钟进行守时，并定时自动或手动的方式对守时同步装置中的时间进行修正。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种播出控制机的高精度授时与守时的系统和方法，是一种保证电视台节目播出时间精度和播出安全的方法。
技术介绍
播出时钟系统的精确性和稳定性，是整个播出系统实现高精度控制的基础。由于播出控制机本身的操作系统时间，受到主板CMOS电池等因素的影响，存在时间漂移的问题，正常情况下日均误差不超过2秒。但是，当CMOS电池失效后，最大误差可达数十秒。播 出系统的播出控制要求达到帧精度(25帧/s、40ms/帧)，因此播出控制机的系统时间不能够作为自动播控程序的时间基准。自动播控程序需按照标准时间进行控制，故要求自动播控程序能够读取标准时间，并以此作为时间基准进行节目长度计时和准确切换。目前，电视台播出系统普遍采用GPS卫星时钟作为播出系统的标准时间。但是传统的授时系统存在以下一些问题 I.由于GPS卫星时钟信号可能会受到磁场、天气等因素的影响，导致时钟信号丢失，而播出控制机本地系统时间又存在时间漂移，导致播出时间不精确。2.由于GPS卫星信号接收装置的一些原因或其他一些原因，极端情况下会发生时间以及日期的跳变，直接导致播出系统中严重的时间混乱，这种情况非常危险，会导致非常严重的播出事故。所以，电视台播出系统中非常需要一种高精度的授时和守时系统用来保障播出安全。
技术实现思路
为解决现有方案中技术的问题，本专利技术提出。所述的系统使用导航卫星时钟作为标准时间，通过专用的设备作为服务端，将卫星上的标准时钟信号转换为网络时钟信号，网内的众多客户端定时向服务端获取时钟信号，并以此校对客户端的系统时间。同时，在客户端内安装了高精度的守时同步装置，该守时同步装置具有防止时钟跳变和高精度守时的功能，以确保播控程序应用时间的高精确性。本专利技术所述的系统主要包括高精度的授时系统和高精度的守时系统。其中高精度的授时系统包括主卫星接收装置、备卫星接收装置、主授时服务端、备授时服务端、多个播控工作站(含授时客户端软件)；高精度的守时系统包括播出控制机、授时客户端软件、授时同步装置和播控程序。第一，高精度授时系统。在高精度授时系统中，GPS天线和GPS卫星时钟接收装置以及授时服务端获取GPS时钟信号，作为系统的标准时间，考虑到系统安全性，采用主备两套完全独立的设备，为播出系统提供两个独立的标准时间。高精度授时系统中的主要特点有I.主备的网络授时机制。播出系统网络中部署在众多播出控制机上的授时客户端定期(可配置，一般为30秒)向主授时服务端获取标准时间，并以获取的标准时间作为参考，校对本播出控制机的系统时间。如果主授时服务端未响应，授时客户端则向备服务端获取标准时间，如果备服务器也未响应，则授时客户端发出提示，报告主备授时服务端均无法提供标准时间。2.授时客户端具备防跳变功能。由于在一些极端情况下授时服务端的时钟会出现严重跳变，如果授时客户端不做甄别，直接以授时服务端的时间作为标准时间参考校时的话，可能会出现严重的问题。为此，授时客户端在与授时服务端校时是还需要将授时服务端时间与授时客户端时间进行对t匕，如果两个时间的误差大于某一数值(可配置，一般为3秒，因为每30秒钟授时客户端就会向授时服务端申请一次校时，正常情况下30秒内授时客户端与授时服务端的误差不会是大于I秒)，授时客户端就不进行校时。这样可以有效的防止授时服务端的时间非正常跳变带来的影响。 3.利用NTP网络授时协议，实现高精度的网络授时。在授时客户端向授时服务端发送授时请求时，使用的是NTP协议，其过程包括 授时客户端首先向授时服务端发送一个授时包，所述的授时包中含了该包离开授时客户端时间戳Tl。授时服务端接收到授时包后，依次填入所述授时包到达的时间戳T2、所述授时包离开的时间戳T3，然后立即把所述授时包返回给授时客户端。授时客户端在接收到回复的授时包时，记录所述回复的授时包返回的时间戳T4，授时客户端根据公式 I _ (Ti - T1) — (T4 - T^) f= 2= (T2 - T1) + (Γ4 - F3) 计算出往返延迟时间d及授时客户端与授时服务端之间的时间偏差t。则授时客户端在接收到一个时间戳为T4的授时包时，授时客户端本地标准时间应为T4+t。利用上述原理可以实现授时客户端和授时服务端的高精度授时。每个授时客户端分别和授时服务端通讯，利用NTP网络授时协议，实现本机高精度的网络授时。第二，高精度守时系统。在高精度守时系统中，每个授时客户端会定期以获取的标准时间校对播出控制机的本地时间。此外播出控制机上还安装了守时同步装置，并将播出系统中的同步信号接入到守时同步装置的BNC输入接口上，用于客户端的自行守时。守时的过程包括 1.播出控制机，在经过授时服务端授时后启动播控程序，并由播控程序将当前的播出控制机操作系统时间赋予守时同步装置内的时间，该时间称作守时同步装置时间，如果所述的播控程序一直在运行，则定时以播出控制机操作系统时间为参考，向守时同步装置时间校对一次；该校对的时间间隔可以是几分钟或若干小时； 2.守时同步装置得到播控程序赋予的系统时间以后，通过外部输入的同步信号进行守时。守时同步装置每获取同步信号中一个的场同步信号就在计数器中记录一次，并作为高精度参考时序，为守时同步装置时间进行守时。3.如果外同步信号丢失，守时同步装置会使用内部高稳时钟持续提供的高稳定时钟信号，计数器对该时钟信号进行计数，以替代同步信号完成守时功能； 4.播控程序直接从守时同步装置中获取守时同步装置时间，作为播控程序的时间，也就是向各个受控设备发出控制指令的时间。本专利技术的技术方案是一种播出控制机高精度授时与守时系统，包括主授时服务端和备授时服务端，所述的主授时服务端和备授时服务端分别连接接收导航卫星时钟信号的主卫星时钟接收装置和备卫星时钟接收装置，其特征在于，所述的主授时服务端、备授时服务端通过TCP/IP网络相互连接并与多个授时客户端连接，所述的授时客户端部署在播出控制机上实时对播出控制机的系统时间进行检测和校正；所述的播出控制机上装有守时同步装置，所述的守时同步装置通过BNC接口与播出系统同步信号发生装置连接，所述的守时同步装置根据同步信号或守时同步装置中的内部高稳时钟对播出控制机进行守时。 本专利技术产生的有益效果是本专利技术使用导航卫星时钟作为标准时间，并使用多个授时服务端和授时客户端作为标准时间的传递途径，对播出控制机的系统时间进行授时。此外还在播出控制机中设置了守时同步装置守时，守时同步装置不但可以从播出同步信号中获取时钟序列，装置内还内置了一个高稳定的时钟。一旦出现标准时间传递失败，或者播出系统同步信号发生装置的同步信号丢失，还可以使用守时同步装置内部的高稳定时钟进行守时，保证播控程序应用时间的精度。这种多重防护机制保证了播出时间的精确。在此基础上，播出控制机利用守时同步装置提取的场同步信号作为参考坐标，引入精确稳定的时序控制确保多条关键指令发出的时刻落在同一场的区间之内，避免因播出指令发送误差造成的视频信号切换不同步，实现零帧播出切换精度，保证了整个播出系统的安全播出。附图说明下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步说明。图I是本专利技术实施例一所述系统框 图2是本专利技术实施例二所述守时同步装置的原理框 图3是本专利技术实施例三所述网络授时计算示意 图4是本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种播出控制机高精度授时与守时系统，包括：主授时服务端和备授时服务端，所述的主授时服务端和备授时服务端分别连接接收导航卫星时钟信号的主卫星时钟接收装置和备卫星时钟接收装置，其特征在于，所述的主授时服务端、备授时服务端通过TCP/IP网络相互连接并与多个授时客户端连接，所述的授时客户端部署在播出控制机上实时对播出控制机的系统时间进行检测和校正；所述的播出控制机上装有守时同步装置，所述的守时同步装置通过BNC接口与播出系统同步信号发生装置连接，所述的守时同步装置根据同步信号或守时同步装置中的内部高稳时钟对播出控制机进行守时。

【技术特征摘要】
1.一种播出控制机高精度授时与守时系统，包括主授时服务端和备授时服务端，所述的主授时服务端和备授时服务端分别连接接收导航卫星时钟信号的主卫星时钟接收装置和备卫星时钟接收装置，其特征在于，所述的主授时服务端、备授时服务端通过TCP/IP网络相互连接并与多个授时客户端连接，所述的授时客户端部署在播出控制机上实时对播出控制机的系统时间进行检测和校正；所述的播出控制机上装有守时同步装置，所述的守时同步装置通过BNC接口与播出系统同步信号发生装置连接，所述的守时同步装置根据同步信号或守时同步装置中的内部高稳时钟对播出控制机进行守时。2.根据权利要求I所述的系统，其特征在于，所述的守时同步装置包括通过BNC接口与播出系统同步信号发生装置连接的场帧同步处理器，所述场帧同步器与计数器连接，所述的计数器与内部高稳时钟连接。3.一种使用权利要求2所述的系统播出控制机高精度授时与守时的方法，其特征在于所述方法包括以下步骤 获取标准时间的步骤用于所述的主卫星时钟接收装置和备卫星时钟接收装置接收卫星时钟的时间，并将卫星时钟的时间作为播出系统的标准时间； 以下包括两个平行的过程，授时过程和守时过程 所述的授时过程包括 读取标准时间的步骤用于所述的主授时服务端和备授时服务端分别实时读取主卫星时钟接收装置和备卫星时钟接收装置的标准时间； 授时客户端请求的步骤用于所述的授时客户端按照设置的时间间隔向主授时服务端发出授时请求，如果收到回复则进入下一步骤，如果没有收到回复，则向备授时服务端发出请求，如果还不能收到回复则报警； 精确计算标准时间的步骤用于所述的授时客户端通过与授时服务端信息交互，精确计算出标准时间； 防跳变比较的步骤用于所述的授时客户端用计算出的标准时间与播出控制机的操作系统时间进行比较，两者的时间差值是否超过规定值，如果没有超过规定值则进入下一步骤，如果超过规定值则报警； 校准本地时间的步骤用于所述的授时客户端使用所述的标准时间对播出控制机...

【专利技术属性】
技术研发人员：丁文华，姚威，宋宜纯，许钢鸣，宋蔚，商同，刘强，王琪，姜明，任林，
申请(专利权)人：中央电视台，北京中科大洋科技发展股份有限公司，
类型：发明
国别省市：