一種接收北斗衛(wèi)星時(shí)間的掛鐘及掛鐘時(shí)間校對(duì)方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種接收北斗衛(wèi)星時(shí)間的掛鐘及掛鐘時(shí)間校對(duì)方法，主要解決了現(xiàn)有室內(nèi)掛鐘無法接收北斗衛(wèi)星信號(hào)進(jìn)行時(shí)間校對(duì)的問題。該接收北斗衛(wèi)星時(shí)間進(jìn)行掛鐘時(shí)間校對(duì)的方法包括以下步驟：1]收北斗衛(wèi)星信號(hào)，2]對(duì)步驟1得到的標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間信息進(jìn)行處理并發(fā)送至室內(nèi)掛鐘；3]室內(nèi)掛鐘接收帶并提取時(shí)間信息；4]對(duì)本地時(shí)間進(jìn)行校準(zhǔn)。該接收北斗衛(wèi)星時(shí)間的掛鐘包括北斗接收單元和北斗掛鐘，北斗接收單元將接收到的時(shí)間信號(hào)轉(zhuǎn)換后傳送至北斗掛鐘，北斗掛鐘對(duì)接收到的信號(hào)進(jìn)行解碼后完成時(shí)間校對(duì)。本發(fā)明通過將北斗時(shí)間與室內(nèi)掛鐘進(jìn)行結(jié)合，有效地提高了室內(nèi)掛鐘時(shí)間的可靠性和精確性，結(jié)構(gòu)及原理簡(jiǎn)單，成本低，適合大規(guī)模推廣應(yīng)用。
【專利說明】一種接收北斗衛(wèi)星時(shí)間的掛鐘及掛鐘時(shí)間校對(duì)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種掛鐘的時(shí)間校對(duì)方法及應(yīng)用該方法的掛鐘，具體涉及一種通過接收北斗衛(wèi)星時(shí)間來進(jìn)行時(shí)間校對(duì)的方法和應(yīng)用該方法的掛鐘。
【背景技術(shù)】
[0002]石英掛鐘相對(duì)于傳統(tǒng)的機(jī)械式掛鐘是一種低成本的時(shí)間設(shè)備，由于走時(shí)精準(zhǔn)、耗電量小且經(jīng)久耐用，被廣泛應(yīng)用于日常生產(chǎn)生活中。普通石英掛鐘使用普通的晶體振蕩器作為計(jì)時(shí)的基準(zhǔn)信號(hào)。由于普通晶體振當(dāng)器本身的振蕩頻率存在固有偏差，且頻率的穩(wěn)定性受電路老化和環(huán)境溫度等因素的影響，振蕩器的頻率也會(huì)因時(shí)間推移以及溫度變化發(fā)生微小的變化。因此由晶振產(chǎn)生的基準(zhǔn)計(jì)時(shí)信號(hào)必然存在誤差，這種誤差最終會(huì)導(dǎo)致時(shí)間誤差不斷累積，故其計(jì)時(shí)精度很有限。而這類普通掛鐘又無法完成自動(dòng)校準(zhǔn)，給人們的使用帶來不便。
[0003]2012年12月27日北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)正式啟動(dòng)亞太區(qū)域運(yùn)營服務(wù)，標(biāo)志著我國自主研發(fā)、獨(dú)立運(yùn)行的全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)亞太區(qū)域組網(wǎng)全面完成。北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)以時(shí)間的方式表達(dá)衛(wèi)星和用戶的運(yùn)動(dòng)軌跡，是描述宇宙事件的空間和時(shí)間基準(zhǔn)。時(shí)間系統(tǒng)是北斗衛(wèi)星導(dǎo)航體制的主要元素。在北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)中，時(shí)間系統(tǒng)維持衛(wèi)星之間、衛(wèi)星與地面控制系統(tǒng)之間、以及衛(wèi)星與用戶之間的時(shí)間同步。
[0004]北斗衛(wèi)星導(dǎo)航的時(shí)間系統(tǒng)由具有高精度、高穩(wěn)定度的原子鐘組成。由地面控制系統(tǒng)的氫原子或銫原子鐘向主運(yùn)行鐘提供時(shí)間與頻率微調(diào)參數(shù)，使主運(yùn)行鐘保持極高的長期穩(wěn)定性。主運(yùn)行鐘與各地面站和衛(wèi)星原子鐘進(jìn)行時(shí)間比對(duì)，確保所有時(shí)鐘保持高度同步。
[0005]北斗授時(shí)型接收機(jī)通過接收衛(wèi)星發(fā)送的衛(wèi)星信號(hào)，并對(duì)衛(wèi)星信號(hào)進(jìn)行處理得到一個(gè)與衛(wèi)星鐘同步的授時(shí)時(shí)標(biāo)。理想的授時(shí)時(shí)標(biāo)是一個(gè)與衛(wèi)星鐘完全相同的時(shí)標(biāo)。但是，因?yàn)樾l(wèi)星信號(hào)要穿過復(fù)雜的、時(shí)刻變化著的電離層和對(duì)流層到達(dá)接收機(jī)，同時(shí)到達(dá)的信號(hào)還有地面的反射信號(hào)，接收機(jī)電路本身還有熱噪聲和隨溫度、工作電壓變化的電路延遲，以及處理系統(tǒng)的處理算法等多種因素制約，很難得到一個(gè)理想的時(shí)標(biāo)信號(hào)。表I給出衛(wèi)星授時(shí)的主要誤差源。
[0006]表I衛(wèi)星授時(shí)主要誤差源
[0007]
【權(quán)利要求】
1.一種接收北斗衛(wèi)星時(shí)間進(jìn)行掛鐘時(shí)間校對(duì)的方法，其特征在于:包括以下步驟: 1]收北斗衛(wèi)星信號(hào)，并從接收到的衛(wèi)星信號(hào)中解算出標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間信息消息，同時(shí)得到IPPS信號(hào)的輸出，并對(duì)該IPPS的輸出進(jìn)入步驟2處理； 2]對(duì)步驟I得到的標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間信息進(jìn)行封裝，得到在IPPS信號(hào)的上升沿發(fā)送標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間信息幀，幀頭標(biāo)示了當(dāng)前IPPS觸發(fā)上升沿時(shí)間；然后將帶有標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間信息幀及IPPS定時(shí)信息的數(shù)據(jù)發(fā)送至步驟3處理； 3]室內(nèi)掛鐘接收帶有標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間信息幀及IPPS定時(shí)信息的數(shù)據(jù)，然后對(duì)接收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行解封裝，進(jìn)而得到標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間信息，同時(shí)提取出IPPS定時(shí)信息； 4]對(duì)標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間信息及IPPS定時(shí)信息對(duì)本地時(shí)間進(jìn)行校準(zhǔn)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的接收北斗衛(wèi)星時(shí)間進(jìn)行掛鐘時(shí)間校對(duì)方法，其特征在于:所述步驟I至4中，所有的數(shù)據(jù)及信息發(fā)送均采用無線傳輸。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的接收北斗衛(wèi)星時(shí)間進(jìn)行掛鐘時(shí)間校對(duì)方法，其特征在于:所述標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間信息幀使用完整的8bit —個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)進(jìn)行傳輸，采用校驗(yàn)和保護(hù)，使用消息類型和消息ID兩級(jí)的方式對(duì)消息進(jìn)行分類；bitO代表字節(jié)中的最低有效位，每個(gè)字節(jié)發(fā)送時(shí),bitO最先發(fā)送；對(duì)于超過一個(gè)字節(jié)的消息長度域和盡負(fù)荷域,需遵循Big Endian規(guī)范。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的接收北斗衛(wèi)星時(shí)間進(jìn)行掛鐘時(shí)間校對(duì)方法，其特征在于:所述標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間信息幀使用完整的8bit —個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)，其具體包括:2個(gè)字節(jié)的幀頭，2個(gè)字節(jié)的消息頭，2個(gè)字節(jié)的消息長度域，16個(gè)字節(jié)的凈負(fù)荷域，以及I個(gè)字節(jié)的幀校驗(yàn)序列域。
5.一種接收北斗衛(wèi)星時(shí)間的掛鐘，其特征在于:包括北斗接收單元和北斗掛鐘，北斗接收單元將接收到的時(shí)間信號(hào)轉(zhuǎn)換后傳送至北斗掛鐘，北斗掛鐘對(duì)接收到的信號(hào)進(jìn)行解碼后完成時(shí)間校對(duì)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的接收北斗衛(wèi)星時(shí)間的掛鐘，其特征在于:所述北斗接收單元包括依次連接的用于接收北斗衛(wèi)星時(shí)間信號(hào)的北斗接收機(jī)、將時(shí)間信號(hào)進(jìn)行封裝轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間信息幀的封裝模塊和用于將標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間信息域和標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間信息發(fā)送至北斗掛鐘的無線發(fā)射模塊。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的接收北斗衛(wèi)星時(shí)間的掛鐘，其特征在于:所述北斗掛鐘包括依次連接的用于接收北斗接收單元發(fā)送的信號(hào)的無線接收模塊、將接收到的標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間信息幀解封裝為標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間信息的解封裝模塊和具有時(shí)間校對(duì)功能的時(shí)鐘。
【文檔編號(hào)】G01S19/27GK103529690SQ201310538852
【公開日】2014年1月22日 申請(qǐng)日期:2013年11月1日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月1日
【發(fā)明者】黃海生 申請(qǐng)人:西安郵電大學(xué)