本發(fā)明涉及時(shí)鐘控制領(lǐng)域，特別是涉及一種高精度守時(shí)方法和裝置。

背景技術(shù)：

精確、統(tǒng)一的時(shí)間同步系統(tǒng)是現(xiàn)代科學(xué)研究中非常重要的部分，已在實(shí)時(shí)通信系統(tǒng)、鐵路車輛調(diào)度、電力資源調(diào)配等日常生活中得到了廣泛地應(yīng)用。隨著自動(dòng)化技術(shù)和通信技術(shù)的迅速發(fā)展，傳統(tǒng)人工操作的器械等已經(jīng)向智能化、自動(dòng)化轉(zhuǎn)變，尤其是變電站二次系統(tǒng)及其設(shè)備。智能化變電站在實(shí)際運(yùn)行過程中，時(shí)間同步系統(tǒng)是維持智能變電站數(shù)據(jù)采集及同步的關(guān)鍵，時(shí)鐘的可靠性、守時(shí)性是對智能變電站的穩(wěn)定運(yùn)行極其重要。

在智能變電站的實(shí)際運(yùn)行過程中，傳統(tǒng)的時(shí)間同步系統(tǒng)存在一些問題，主要包括時(shí)時(shí)鐘源選擇易出現(xiàn)錯(cuò)誤、跟蹤精度低、切換抖動(dòng)過大、守時(shí)精度不高等。尤其是在時(shí)鐘在丟失參考時(shí)間源后的守時(shí)性精度會(huì)隨著時(shí)間的延長而變差，同時(shí)穩(wěn)定性也變差，在這種情況下可能會(huì)導(dǎo)致二次系統(tǒng)中設(shè)備工作紊亂，嚴(yán)重情況下，可能導(dǎo)致停電。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

基于此，有必要針對現(xiàn)有守時(shí)裝置在丟失參考時(shí)間源后，守時(shí)精度低的問題，提供一種高精度守時(shí)方法和裝置。

一種高精度守時(shí)方法，包括以下步驟：

獲取各參考時(shí)間源信號，根據(jù)各參考時(shí)間源信號判斷所述各參考時(shí)間源的有效性；

在所有參考時(shí)間源都無效時(shí)，獲取本地時(shí)鐘晶振的溫度老化預(yù)測模型，所述溫度老化預(yù)測模型是用于記錄本地時(shí)鐘晶振溫度、本地時(shí)鐘晶振工作時(shí)長與本地時(shí)鐘晶振的頻率偏差的對應(yīng)關(guān)系；

根據(jù)時(shí)測本地時(shí)鐘晶振溫度、時(shí)測本地時(shí)鐘時(shí)長和所述晶振溫度老化預(yù)測模型，預(yù)測本地時(shí)鐘晶振的頻率偏差；

根據(jù)所述本地時(shí)鐘晶振的頻率偏差調(diào)整本地時(shí)鐘。

一種高精度守時(shí)裝置，包括：

參考源獲取模塊，用于獲取參考時(shí)間源信號；

參考源判斷模塊，用于根據(jù)各參考時(shí)間源信號判斷所述各參考時(shí)間源的有效性；

溫度老化預(yù)測模型獲取模塊，用于在所有參考時(shí)間源都無效時(shí)，獲取本地時(shí)鐘晶振的溫度老化預(yù)測模型，所述溫度老化預(yù)測模型是用于記錄本地時(shí)鐘晶振溫度、本地時(shí)鐘晶振工作時(shí)長與本地時(shí)鐘晶振的頻率偏差的對應(yīng)關(guān)系；

頻率偏差預(yù)測模塊，用于根據(jù)時(shí)測本地時(shí)鐘晶振溫度、時(shí)測本地時(shí)鐘時(shí)長和所述晶振溫度老化預(yù)測模型，預(yù)測本地時(shí)鐘晶振的頻率偏差；

時(shí)鐘調(diào)整模塊，用于根據(jù)所述本地時(shí)鐘晶振的頻率偏差調(diào)整本地時(shí)鐘。

本發(fā)明的高精度守時(shí)方法和裝置，在所有參考時(shí)間源失效時(shí)，獲得本地時(shí)鐘晶振溫度老化模型，該溫度老化預(yù)測模型可以反映本地時(shí)鐘晶振溫度、本地時(shí)鐘晶振工作時(shí)長與本地時(shí)鐘晶振的頻率偏差的對應(yīng)關(guān)系。在所有參考時(shí)間源都無效時(shí)，可以根據(jù)時(shí)測晶振溫度、時(shí)測本地時(shí)鐘時(shí)長和晶振溫度老化預(yù)測模型，預(yù)測本地時(shí)鐘晶振的頻率偏差，然后根據(jù)本地時(shí)鐘晶振的頻率偏差調(diào)整本地時(shí)鐘，守時(shí)精度高。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的高精度守時(shí)方法在其中一實(shí)施例中的流程示意圖；

圖2為本發(fā)明的高精度守時(shí)方法在其中一實(shí)施例中的流程示意圖；

圖3為本發(fā)明實(shí)施例中獲得溫度老化預(yù)測模型的流程示意圖；

圖4為本發(fā)明實(shí)施例中選擇參考時(shí)間源的流程示意圖；

圖5為本發(fā)明的高精度守時(shí)方法在其中一實(shí)施例中的流程示意圖；

圖6為本發(fā)明的高精度守時(shí)裝置在一實(shí)施例中的結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)圖。

具體實(shí)施方式

為了便于理解本發(fā)明，下面將參照相關(guān)附圖及相關(guān)實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行更全面的描述。顯然，下文所描述的實(shí)施例僅用于解釋本發(fā)明，而非對本發(fā)明的限定。基于本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。應(yīng)當(dāng)說明的是，為了便于描述，附圖中僅示出了與本發(fā)明相關(guān)的部分而非全部內(nèi)容。

圖1是高精度守時(shí)方法在一個(gè)實(shí)施例中的流程示意圖，如圖1所示，本實(shí)施例中的高精度守時(shí)方法，包括以下步驟：

步驟s110，獲取各參考時(shí)間源信號，根據(jù)各參考時(shí)間源信號判斷各參考時(shí)間源的有效性。

具體而言，精確、統(tǒng)一的時(shí)間同步系統(tǒng)，在實(shí)時(shí)通信系統(tǒng)、鐵路車輛調(diào)度、電力資源調(diào)配等日常生活中起著非常關(guān)鍵的作用，時(shí)間同步系統(tǒng)是一種能接收外部時(shí)間基準(zhǔn)信號，并按照要求的時(shí)間精度向外輸出時(shí)間同步信號和時(shí)間信息的系統(tǒng)。它能使網(wǎng)絡(luò)內(nèi)其它時(shí)鐘對準(zhǔn)并同步，通俗來說時(shí)間同步就是采取技術(shù)措施對網(wǎng)絡(luò)內(nèi)時(shí)鐘實(shí)施高精度“對表”。外部基準(zhǔn)信號，就是參考時(shí)間源信號。在本實(shí)施例中，所述參考時(shí)間源可以是多個(gè)，例如北斗、gps、以及ntp等。

在一種可選的實(shí)施方式中，所述參考時(shí)間源為北斗。北斗衛(wèi)星系統(tǒng)具有快速定位、雙向數(shù)據(jù)通信、精密授時(shí)，而授時(shí)功能是定位、通信功能的技術(shù)基礎(chǔ)，是北斗系統(tǒng)的基礎(chǔ)。北斗信號是一種高性能的時(shí)間信號源，能夠?yàn)殡娦拧⒁苿?dòng)通信、數(shù)字廣播電視等系統(tǒng)提供高精度的時(shí)間和頻率信號。本發(fā)明中高精度的守時(shí)裝置可以接入北斗信號，將北斗信號作為該高精度守時(shí)裝置的參考時(shí)間源，能有效保證本高精度的守時(shí)裝置的本地時(shí)鐘信息非常精確，并且北斗授時(shí)功能具有安全、全天候和通用性的特點(diǎn)。

在另一種可選的方式，參考時(shí)間源為gps、irig-b碼、ntp或地面時(shí)間信號。北斗、gps、irig-b碼、ntp和地面時(shí)間信號都是常用的時(shí)間信號源。全球定位系統(tǒng)gps是美國衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，gps發(fā)送美國海軍天文臺的utc(ustu)，為全世界用戶提供時(shí)間服務(wù)，美國海軍天文臺的utc由20多個(gè)銫原子鐘形成，這種時(shí)間源完全能夠達(dá)到各行業(yè)設(shè)備時(shí)間同步的精度要求。irig-b碼時(shí)統(tǒng)是一種從gps/北斗衛(wèi)星上/和外部輸入的irig-bac碼獲取標(biāo)準(zhǔn)時(shí)鐘信號信息，內(nèi)部采用高精度恒溫晶振作為守時(shí)時(shí)鐘源，建立時(shí)鐘參考并同步產(chǎn)生irig-b碼(多模光纖接口)和rs422兩種接口對其他設(shè)備進(jìn)行irig-b碼授時(shí)。irig-b碼就是b碼時(shí)統(tǒng)裝置產(chǎn)生的一種時(shí)間信息信號，irig-b碼信息具有精確、安全、可靠等特征。ntp網(wǎng)絡(luò)時(shí)間源是針對計(jì)算機(jī)、自動(dòng)化裝置等進(jìn)行校時(shí)而研發(fā)的高科技設(shè)備，該產(chǎn)品可從gps衛(wèi)星(北斗衛(wèi)星、cdma、b碼接口、ptp)上獲取標(biāo)準(zhǔn)的時(shí)間信號，將這些信號通過各種接口(ntp/sntp、串口、b碼、ptp、脈沖)傳輸給自動(dòng)化系統(tǒng)中需要時(shí)間信息的設(shè)備(計(jì)算機(jī)、保護(hù)裝置、故障錄波器、事件順序記錄裝置、安全自動(dòng)裝置、遠(yuǎn)動(dòng)rtu)，這樣系統(tǒng)中就有了一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的時(shí)間源，從而達(dá)到整個(gè)系統(tǒng)的時(shí)間一致。ntp網(wǎng)絡(luò)時(shí)間源具有精度高、抗干擾能力強(qiáng)等特點(diǎn)。地面時(shí)間信號就是以地面時(shí)間作為時(shí)間參考時(shí)間源，地面時(shí)間信號主要是一些時(shí)間報(bào)文，通過這些時(shí)間報(bào)文信息，對其他裝置進(jìn)行授時(shí)。

進(jìn)一步地，所述地面時(shí)間信號為rs485報(bào)文信號。rs485報(bào)文信號就是利用rs485通信技術(shù)發(fā)送特殊的報(bào)文，守時(shí)裝置接收這些報(bào)文信息，從中提取時(shí)間信號，并以該時(shí)間信號作為參考時(shí)間。

可選地，地面時(shí)間信號為rs422報(bào)文信號或rs232c報(bào)文信號。rs422報(bào)文信號和rs232c報(bào)文信號就是利用rs422通信技術(shù)和rs232c通信技術(shù)發(fā)送時(shí)間報(bào)文信息。

本發(fā)明中的高精度守時(shí)裝置可以選擇北斗、gps衛(wèi)星、irig-b碼、ntp或地面時(shí)間信號作為參考時(shí)間源。這些時(shí)間信號都有其特定的格式，首先需要對這些時(shí)間信號進(jìn)行解析，判斷各時(shí)間信號相應(yīng)的標(biāo)識位，并將各時(shí)間信號轉(zhuǎn)碼成標(biāo)準(zhǔn)的時(shí)間信息。另外，為了選擇可靠的參考時(shí)間源，要判斷所接入的參考時(shí)間源是否有效，當(dāng)參考時(shí)間源有效時(shí)，才能選用該參考時(shí)間源。可選地，在判斷參考時(shí)間源有效性的過程中可通過判斷參考時(shí)間源脈沖波信號的有效性來確定參考時(shí)間源的有效性。

步驟s120，在所有參考時(shí)間源都無效時(shí)，獲取本地時(shí)鐘晶振的溫度老化預(yù)測模型，溫度老化預(yù)測模型是用于記錄本地時(shí)鐘晶振溫度、本地時(shí)鐘晶振工作時(shí)長與本地時(shí)鐘晶振的頻率偏差的對應(yīng)關(guān)系。

具體地，晶振溫度和晶振工作時(shí)長是影響守時(shí)裝置中晶振的兩個(gè)非常重要的因素，隨著溫度和時(shí)長的變化，即本地時(shí)鐘晶振頻率也會(huì)發(fā)生變化，從而導(dǎo)致守時(shí)裝置中守時(shí)精度不高。溫度老化預(yù)測模型，是以歷史本地時(shí)鐘晶振溫度數(shù)據(jù)、歷史本地時(shí)鐘晶振工作時(shí)長數(shù)據(jù)和歷史本地時(shí)鐘晶振的頻率偏差數(shù)據(jù)為樣本建立的模型，該模型可以反映本地時(shí)鐘晶振溫度、本地時(shí)鐘晶振工作時(shí)長與本地時(shí)鐘晶振的頻率偏差的對應(yīng)關(guān)系。本地時(shí)鐘晶振的頻率偏差是指本地時(shí)鐘晶振當(dāng)前工作時(shí)的實(shí)際頻率與本地時(shí)鐘晶振頻率標(biāo)準(zhǔn)理論值之間的差值。在本實(shí)施例中，所有參考時(shí)間源都無效，可以包括所有的參考時(shí)間源信號都是無效的或在持續(xù)一段時(shí)間內(nèi)(通常是10s)沒有選擇參考時(shí)間源并這幾種情況。

步驟s130，根據(jù)時(shí)測本地時(shí)鐘晶振溫度、時(shí)測本地時(shí)鐘晶振工作時(shí)長和晶振溫度老化預(yù)測模型，預(yù)測本地時(shí)鐘晶振的頻率偏差。

具體地，在時(shí)間參考時(shí)間源都無效或者在持續(xù)一段時(shí)間內(nèi)沒有選擇參考時(shí)間源，根據(jù)實(shí)時(shí)測定的本地時(shí)鐘的晶振、本地時(shí)鐘晶振工作時(shí)長和本地時(shí)鐘晶振的溫度老化預(yù)測模型，預(yù)測本地時(shí)鐘晶振的頻率偏差。

步驟s140，根據(jù)所述本地時(shí)鐘晶振的頻率偏差調(diào)整本地時(shí)鐘。

具體而言，在本地時(shí)鐘調(diào)整過程中，以檢測到所有參考時(shí)間源都無效獲取本地時(shí)鐘晶振的溫度老化預(yù)測模型時(shí)，本地時(shí)鐘的時(shí)間為基準(zhǔn)時(shí)間，根據(jù)本地時(shí)鐘晶振的頻率偏差調(diào)整本地時(shí)鐘。

上述的高精度守時(shí)方法和裝置，在所有參考時(shí)間源失效或者丟失時(shí)，獲得本地時(shí)鐘晶振溫度老化模型，該溫度老化預(yù)測模型可以反映本地時(shí)鐘晶振溫度、本地時(shí)鐘晶振工作時(shí)長與本地時(shí)鐘晶振的頻率偏差的對應(yīng)關(guān)系。在參考時(shí)間源無效或者丟失參考時(shí)間源時(shí)，可以根據(jù)時(shí)測晶振溫度、時(shí)測本地時(shí)鐘時(shí)間和晶振溫度老化預(yù)測模型，預(yù)測本地時(shí)鐘晶振的頻率偏差，然后根據(jù)本地時(shí)鐘晶振的頻率偏差調(diào)整本地時(shí)鐘，守時(shí)精度高。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，參照圖2所示，本發(fā)明的高精度守時(shí)方法，還包括；

步驟s150，在當(dāng)前參考時(shí)間源有效時(shí)，獲取參考時(shí)間源pps偏差，根據(jù)參考時(shí)間源pps偏差計(jì)算本地時(shí)鐘晶振的時(shí)間偏差和晶振的頻率偏差，并根據(jù)所述本地時(shí)鐘晶振的時(shí)間偏差和晶振的頻率偏差調(diào)整本地時(shí)鐘。

在本實(shí)施例中，當(dāng)存在參考時(shí)間源并參考時(shí)間源有效時(shí)，接收參考時(shí)間源pps(秒脈沖)偏差，采用kalman濾波方法計(jì)算本地時(shí)鐘晶振的時(shí)間偏差和晶振的頻率偏差，其中，本地時(shí)鐘晶振的時(shí)間偏差和晶振的頻率偏差是指以參考時(shí)間源的時(shí)間和頻率為基準(zhǔn)，本地時(shí)鐘晶振與參考時(shí)間源之間的時(shí)間差和頻率差。然后在在時(shí)鐘同步周期到達(dá)時(shí)，根據(jù)本地時(shí)鐘的時(shí)間偏差和頻率偏差來調(diào)整本地時(shí)鐘。調(diào)整后的本地時(shí)鐘的時(shí)間與參考時(shí)間源時(shí)間保存一致性。在參考時(shí)間源有效時(shí)，實(shí)時(shí)記錄參考時(shí)間源pps(秒脈沖)偏差，并根據(jù)該pps偏差計(jì)算該裝置本地時(shí)鐘與參考時(shí)間源時(shí)鐘的時(shí)間偏差和頻率偏差，能有效保障參考時(shí)間源信息的有效性、準(zhǔn)確性。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，如圖2所示，在獲取本地時(shí)鐘晶振的溫度老化預(yù)測模型之前，還包括：

步驟s160，在當(dāng)前參考時(shí)間源有效時(shí)，在每個(gè)時(shí)間同步周期內(nèi)采集本地時(shí)鐘晶振的溫度、本地時(shí)鐘晶振工作時(shí)長和本地時(shí)鐘晶振的頻率偏差，并對本地時(shí)鐘晶振的溫度，本地時(shí)鐘晶振工作時(shí)長和本地時(shí)鐘晶振的頻率偏差進(jìn)行學(xué)習(xí)訓(xùn)練，獲得溫度老化預(yù)測模型。

具體地，由于本地時(shí)鐘晶振頻率會(huì)隨著晶振溫度和晶振工作時(shí)長而發(fā)生變化(即偏離本地時(shí)鐘晶振頻率標(biāo)準(zhǔn)理論值)，從而導(dǎo)致守時(shí)裝置中守時(shí)精度不高。在本實(shí)施中，根據(jù)時(shí)鐘晶振歷史的溫度、歷史工作時(shí)長和歷史頻率偏差數(shù)據(jù)，得到時(shí)鐘的溫度老化預(yù)測模型，找出時(shí)鐘晶振的頻率與晶振溫度和本地時(shí)鐘時(shí)長的關(guān)系。如圖2所示，在得到時(shí)鐘的溫度老化預(yù)測模型的過程中，包括以下步驟：步驟s210，在參考時(shí)間源正常時(shí)，在每個(gè)時(shí)間同步周期內(nèi)，記錄本地時(shí)鐘晶振溫度、本地時(shí)鐘時(shí)長、本地時(shí)鐘晶振的頻率偏差，以本地時(shí)鐘晶振溫度、本地時(shí)鐘時(shí)長和本地時(shí)鐘晶振的頻率偏差為訓(xùn)練樣本。步驟s220，對這些訓(xùn)練樣本進(jìn)行學(xué)習(xí)訓(xùn)練，獲得溫度老化預(yù)測模型；步驟s230，在參考時(shí)間源都失效(即無效)時(shí)，利用實(shí)時(shí)測定的本地時(shí)鐘晶振溫度、實(shí)時(shí)測定的本地時(shí)鐘時(shí)長和溫度老化預(yù)測模型，預(yù)測本地時(shí)鐘晶振的頻率偏差；步驟s240，根據(jù)預(yù)測的本地時(shí)鐘的頻率偏差，以檢測到參考時(shí)間源都無效時(shí)本地時(shí)鐘的時(shí)間為基準(zhǔn)時(shí)間，對本地時(shí)鐘進(jìn)行調(diào)整。其中，在采集訓(xùn)練樣本時(shí)，只采集時(shí)間同步期間，每個(gè)時(shí)間同步周期內(nèi)的本地時(shí)鐘晶振溫度、本地時(shí)鐘時(shí)長、本地時(shí)鐘晶振的頻率偏差。當(dāng)參考時(shí)間源切換完成時(shí)，繼續(xù)采集參考時(shí)間源調(diào)整后的本地時(shí)鐘晶振溫度、本地時(shí)鐘時(shí)長、本地時(shí)鐘晶振的頻率偏差，但不采集時(shí)間源切換過程中的本地時(shí)鐘晶振溫度、本地時(shí)鐘時(shí)長、本地時(shí)鐘晶振的頻率偏差，由于在參考時(shí)間源切換過程中，這些數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確。

在參考時(shí)間源有效時(shí)，收集記錄本地時(shí)鐘晶振溫度、本地時(shí)鐘時(shí)長和本地時(shí)鐘晶振的頻率偏差，并以這些數(shù)據(jù)為樣本進(jìn)行學(xué)習(xí)訓(xùn)練，獲得本地時(shí)鐘晶振溫度老化模型，在參考時(shí)間源都無效時(shí)，本地時(shí)鐘晶振溫度老化模型預(yù)測本地時(shí)鐘晶振的頻率偏差，并根據(jù)頻率偏差調(diào)整本地時(shí)鐘，守時(shí)精度高。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，如圖2所示，獲取各參考時(shí)間源信號，根據(jù)各參考時(shí)間源判斷所述各參考時(shí)間源的有效性之后還包括：

步驟s170，在各參考時(shí)間源有效時(shí)，判斷各參考時(shí)間源信號優(yōu)先級以及連續(xù)性，并根據(jù)參考時(shí)間源信號連續(xù)性及優(yōu)先級選擇當(dāng)前參考時(shí)間源。

在有多個(gè)參考時(shí)間源時(shí)，檢查各參考時(shí)間源的優(yōu)先級，根據(jù)優(yōu)先級順序依次選擇接入?yún)⒖紩r(shí)間源，通過優(yōu)先級的多時(shí)間源選擇，實(shí)現(xiàn)多時(shí)間源授時(shí)，有效保障時(shí)間源地正確選擇。另外，作為參考時(shí)間源，時(shí)間信號應(yīng)該具有連續(xù)性(例如不發(fā)生跳變等)。在本實(shí)施例中，檢測各類參考時(shí)間源信號連續(xù)性以及各參考時(shí)間源信號的優(yōu)先級，并根據(jù)參考時(shí)間源信號優(yōu)先級以及連續(xù)性選擇參考時(shí)間源。如圖4所示，選擇參考時(shí)間源的過程包括：步驟s410，各參考時(shí)間源信號連續(xù)性檢測；步驟s420，各參考時(shí)間源信號優(yōu)先級檢測。當(dāng)檢測完成后，選擇一個(gè)優(yōu)先級最高的有效的且信號連續(xù)的參考時(shí)間源作為本發(fā)明高精度守時(shí)裝置的同步時(shí)間源。在當(dāng)前參考時(shí)間源失效時(shí)，則從剩余的有效且信號連續(xù)的參考時(shí)間源中選擇一個(gè)優(yōu)先級最高的作為新的同步時(shí)間源。當(dāng)一個(gè)參考時(shí)間源從失效恢復(fù)為有效時(shí)，若其優(yōu)先級高于當(dāng)前參考時(shí)間源的優(yōu)先級，則將恢復(fù)有效的參考時(shí)間源設(shè)置為同步時(shí)間源。

在本實(shí)施例中，所述參考時(shí)間源優(yōu)先級按照由高到低的順序依次為：北斗、gps、irig-b碼、ntp、地面時(shí)間信號。

作為一種可選的實(shí)施方式，仍參照圖3，在判斷各參考時(shí)間源信號優(yōu)先級以及連續(xù)性，并根據(jù)參考時(shí)間源信號連續(xù)性及優(yōu)先級選擇參考時(shí)間源之后，還包括：

步驟s180，在當(dāng)前參考時(shí)間源無效或發(fā)生跳變時(shí)，根據(jù)參考時(shí)間源信號連續(xù)性及優(yōu)先級切換參考時(shí)間源。

在本實(shí)施例中，參考時(shí)間源優(yōu)先級按照由高到低的順序依次為：北斗、gps、irig-b碼、ntp、地面時(shí)間信號。具體地，當(dāng)北斗有效且未發(fā)生超過2ns的跳變時(shí)，選擇北斗為參考時(shí)間源。否則，當(dāng)gps有效且未發(fā)生超過2ns的跳變時(shí)，選擇gps為參考時(shí)間源。否則，在irig-b碼有效且未發(fā)生超過2ns的跳變時(shí)，選擇irig-b碼為參考時(shí)間源。否則，在ntp有效且未發(fā)生超過2ns的跳變時(shí)，選擇ntp為參考時(shí)間源。否則，在地面時(shí)間信號有效且未發(fā)生超過2ns的跳變時(shí)，選擇地面時(shí)間信號為參考時(shí)間源。在所有參考時(shí)間源都無效時(shí)，該高精度守時(shí)裝置，進(jìn)入守時(shí)狀態(tài)，即利用晶振溫度老化預(yù)測模型，預(yù)測本地時(shí)鐘晶振的頻率偏差，并根據(jù)所述本地時(shí)鐘晶振的頻率偏差調(diào)整本地時(shí)鐘。

進(jìn)一步地，如圖5所示，在所有時(shí)間參考源失效時(shí)，根據(jù)本地時(shí)鐘晶振的頻率偏差調(diào)整本地時(shí)鐘或在當(dāng)前參考時(shí)間源有效時(shí)，獲取參考時(shí)間源pps偏差，根據(jù)所述參考時(shí)間源pps偏差計(jì)算本地時(shí)鐘晶振的時(shí)間偏差和晶振的頻率偏差，并根據(jù)本地時(shí)鐘晶振的時(shí)間偏差和晶振的頻率偏差調(diào)整本地時(shí)鐘之后，還包括：

步驟s210，本地時(shí)鐘同步狀態(tài)正常時(shí)，鎖定本地時(shí)鐘信息并輸出時(shí)間信號。

步驟s220，在本地時(shí)鐘同步狀態(tài)異常時(shí)，發(fā)出相應(yīng)警告。

在本實(shí)施例中，對本地時(shí)鐘調(diào)整完成后，觀察本地時(shí)鐘的同步狀態(tài)，當(dāng)本地時(shí)鐘同步狀態(tài)正常時(shí)，鎖定本地時(shí)鐘的信息并輸出時(shí)間信號，有效保障本地時(shí)鐘輸出時(shí)間的準(zhǔn)確性。當(dāng)本地時(shí)鐘同步狀態(tài)異常時(shí)，發(fā)出相應(yīng)警告，從而快速的本地時(shí)鐘進(jìn)行調(diào)整，保證本地時(shí)鐘的準(zhǔn)確性。其中，警告方式可以有多種方式，例如通過發(fā)出聲音或發(fā)出光警告信號等給予警告。

根據(jù)上述本發(fā)明的高精度守時(shí)方法，本發(fā)明還提供高精度守時(shí)裝置，下面結(jié)合附圖及較佳實(shí)施例對本發(fā)明的高精度守時(shí)裝置進(jìn)行詳細(xì)說明。

圖6為高精度守時(shí)裝置在一個(gè)實(shí)施例中的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖所示，該實(shí)施例中的高精度守時(shí)裝置，包括：

參考源獲取模塊10，用于獲取各參考時(shí)間源信號；

參考源判斷模塊20，用于根據(jù)各參考時(shí)間源信號判斷所述各參考時(shí)間源的有效性；

溫度老化預(yù)測模型獲取模塊30，用于在所有參考時(shí)間源都無效時(shí)，獲取本地時(shí)鐘晶振的溫度老化預(yù)測模型，溫度老化預(yù)測模型是用于記錄本地時(shí)鐘晶振溫度、本地時(shí)鐘晶振工作時(shí)長與本地時(shí)鐘晶振的頻率偏差的對應(yīng)關(guān)系；

頻率偏差預(yù)測模塊40，用于根據(jù)時(shí)測本地時(shí)鐘晶振溫度、時(shí)測本地時(shí)鐘時(shí)長和晶振溫度老化預(yù)測模型，預(yù)測本地時(shí)鐘晶振的頻率偏差；

時(shí)鐘調(diào)整模塊50，用于根據(jù)本地時(shí)鐘晶振的頻率偏差調(diào)整本地時(shí)鐘。

作為一種可選的實(shí)施方式，參照圖6，高精度守時(shí)裝置，還包括：

同步模塊60，用于在當(dāng)前參考時(shí)間源有效時(shí)，獲取參考時(shí)間源pps偏差，根據(jù)參考時(shí)間源pps偏差計(jì)算本地時(shí)鐘晶振的時(shí)間偏差和晶振的頻率偏差，并根據(jù)本地時(shí)鐘晶振的時(shí)間偏差和晶振的頻率偏差調(diào)整本地時(shí)鐘。

作為一種可選的實(shí)施方式，參照圖6，高精度守時(shí)裝置，還包括：

溫度老化預(yù)測模型構(gòu)建模塊70，用于在當(dāng)前參考時(shí)間源信號有效時(shí)，在每個(gè)時(shí)間同步周期內(nèi)采集本地時(shí)鐘晶振的溫度、本地時(shí)鐘晶振工作時(shí)長和時(shí)鐘晶振的頻率偏差，并對本地時(shí)鐘晶振的溫度、本地時(shí)鐘晶振工作時(shí)長和本地時(shí)鐘晶振的頻率偏差進(jìn)行學(xué)習(xí)訓(xùn)練，獲得溫度老化預(yù)測模型。

作為一種可選的實(shí)施方式，參照圖6，高精度守時(shí)裝置，還包括：

源選擇模塊80，用于在各參考時(shí)間源有效時(shí)，判斷各參考時(shí)間源信號優(yōu)先級以及連續(xù)性，并根據(jù)參考時(shí)間源信號連續(xù)性及優(yōu)先級選擇當(dāng)前參考時(shí)間源。

作為一種可選的實(shí)施方式，如圖6所示，高精度守時(shí)裝置，還包括：

切換模塊90，用于在當(dāng)前參考時(shí)間源無效或發(fā)生跳變時(shí)，根據(jù)參考時(shí)間源信號連續(xù)性及優(yōu)先級切換參考時(shí)間源。

作為一種可選的實(shí)施方式，如圖6所示，高精度守時(shí)裝置，還包括：

鎖定模塊100，用于在本地時(shí)鐘同步狀態(tài)正常時(shí)，鎖定本地時(shí)鐘信息并輸出時(shí)間信號。

作為一種可選的實(shí)施方式，如圖6所示，高精度守時(shí)裝置，還包括：

警告模塊110，用于在本地時(shí)鐘同步狀態(tài)異常時(shí)，則發(fā)出相應(yīng)警告。

該高精度守時(shí)裝置中，各設(shè)備之間的工作過程為：高精度守時(shí)裝置接入各參考時(shí)間源，利用參考源獲取模塊10獲取各參考時(shí)間源信號，利用參考源判斷模塊20檢測各參考時(shí)間源信號的有效性，根據(jù)參考源信號的有效性確定參考時(shí)間源的有效性。源選擇模塊80用于檢測參考源判斷模塊20篩選出來的有效的參考時(shí)間源的連續(xù)性以及優(yōu)先級，并根據(jù)參考時(shí)間源的連續(xù)性和優(yōu)先級選擇參考時(shí)間源。同步模塊60用于實(shí)時(shí)記錄該高精度守時(shí)裝置fpga(現(xiàn)場可編程門陣列)上傳輸?shù)脑催x擇模塊80中選定的參考時(shí)間源pps(秒脈沖)偏差，根據(jù)參考時(shí)間源pps偏差，在時(shí)鐘同步周期到達(dá)時(shí)，采用kalman濾波方法計(jì)算本發(fā)明高精度守時(shí)裝置中本地時(shí)鐘晶振的時(shí)間偏差和晶振的頻率偏差并將計(jì)算結(jié)果調(diào)整本地時(shí)鐘。切換模塊90用于切換參考時(shí)間源，接收切換后的新參考時(shí)間源pps偏差，根據(jù)新參考時(shí)間源pps偏差計(jì)算本地時(shí)鐘晶振的時(shí)間偏差和頻率偏差并根據(jù)計(jì)算結(jié)果調(diào)整本地時(shí)鐘。在時(shí)間源切換過程中，切換模塊90先記錄并計(jì)算本發(fā)明高精度守時(shí)裝置中本地時(shí)鐘晶振與新參考時(shí)間源的時(shí)間偏差和頻率偏差，當(dāng)偏差穩(wěn)定后，采用pid算法，通過調(diào)整本地時(shí)鐘晶振的頻率來進(jìn)行相差調(diào)整，其中步長調(diào)整限值為200ns/s，已達(dá)到平滑切換的目的；當(dāng)完成參考時(shí)間源的切換后，修正本地時(shí)鐘的頻率，然后進(jìn)行新參考時(shí)間源的追蹤。

溫度老化預(yù)測模型構(gòu)建模塊70，用于采集本地時(shí)鐘晶振的溫度、本地時(shí)鐘時(shí)長和晶振的頻率偏差，并對本地時(shí)鐘晶振的溫度、本地時(shí)鐘時(shí)長和晶振的頻率偏差進(jìn)行學(xué)習(xí)訓(xùn)練，獲得溫度老化預(yù)測模型。頻率偏差預(yù)測模塊40，用于根據(jù)時(shí)測晶振溫度、時(shí)測本地時(shí)鐘時(shí)長和所述晶振溫度老化預(yù)測模型，預(yù)測本地時(shí)鐘晶振的頻率偏差。時(shí)鐘調(diào)整模塊50，用于在參考時(shí)間源失效后，根據(jù)溫度老化預(yù)測模型，預(yù)測本地時(shí)鐘頻率偏差并根據(jù)計(jì)算結(jié)果調(diào)整本地時(shí)鐘。鎖定模塊100，用于在本地時(shí)鐘在接收同步模塊60、切換模塊90和時(shí)鐘調(diào)整模塊50的時(shí)鐘頻率、相位調(diào)整命令并完成時(shí)鐘調(diào)整調(diào)整時(shí)，本地時(shí)鐘同步狀態(tài)正常時(shí)，鎖定本地時(shí)鐘信息并輸出時(shí)間信號。警告模塊110，用于本地時(shí)鐘在接收同步模塊60、切換模塊90和時(shí)鐘調(diào)整模塊50的時(shí)鐘頻率、相位調(diào)整命令并完成時(shí)鐘調(diào)整調(diào)整時(shí)，觀察時(shí)鐘的同步狀態(tài)，若時(shí)鐘同步異常時(shí)，則發(fā)出相應(yīng)警告。

上述高精度守時(shí)裝置可執(zhí)行本發(fā)明實(shí)施例所提供的高精度守時(shí)方法，具備執(zhí)行方法相應(yīng)的功能模塊和有益效果。至于其中各個(gè)功能模塊所執(zhí)行的處理方法，例如參考源獲取模塊10、頻率偏差預(yù)測模塊40、時(shí)鐘調(diào)整模塊50、切換模塊90、警告模塊110，可參照上述方法實(shí)施例中的描述，此處不再進(jìn)行贅述。

以上所述實(shí)施例的各技術(shù)特征可以進(jìn)行任意的組合，為使描述簡潔，未對上述實(shí)施例中的各個(gè)技術(shù)特征所有可能的組合都進(jìn)行描述，然而，只要這些技術(shù)特征的組合不存在矛盾，都應(yīng)當(dāng)認(rèn)為是本說明書記載的范圍。

以上所述實(shí)施例僅表達(dá)了本發(fā)明的幾種實(shí)施方式，其描述較為具體和詳細(xì)，但并不能因此而理解為對發(fā)明專利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。因此，本發(fā)明專利的保護(hù)范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。