本實(shí)用新型涉及定位技術(shù)領(lǐng)域，尤其是指一種基于北斗/GPS共視的時(shí)間傳遞裝置。

背景技術(shù)：

時(shí)間頻率作為一個(gè)重要的基礎(chǔ)物理量，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)和國(guó)防建設(shè)中起到越來越重要的作用，如：工業(yè)4.0，大數(shù)據(jù)通信等。目前，時(shí)間頻率的遠(yuǎn)程傳遞手段主要有光纖傳輸、衛(wèi)星雙向傳輸?shù)?，這些遠(yuǎn)程傳輸方法，硬件構(gòu)成復(fù)雜，成本高昂。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型提出一種基于北斗/GPS共視的時(shí)間傳遞裝置，其以“北斗/GPS衛(wèi)星共視法”為基礎(chǔ)，可以實(shí)現(xiàn)時(shí)間頻率的遠(yuǎn)程傳遞、遠(yuǎn)程比對(duì)以及時(shí)間的同步。

本實(shí)用新型的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的：

一種基于北斗/GPS共視的時(shí)間傳遞裝置，其結(jié)構(gòu)包括：

頻率及脈沖信號(hào)分配放大單元、北斗/GPS導(dǎo)航信號(hào)接收單元和時(shí)間間隔測(cè)量單元組成的信號(hào)產(chǎn)生及數(shù)據(jù)采集模塊；

北斗/GPS抗多徑接收天線，用于接收北斗/GPS衛(wèi)星發(fā)射的信號(hào)，進(jìn)行濾波、放大后通過射頻線纜傳輸給所述北斗/GPS導(dǎo)航信號(hào)接收單元；

電源轉(zhuǎn)換及控制單元、工控機(jī)單元和數(shù)據(jù)采集及處理單元、顯示及控制單元及FTP服務(wù)器；

所述頻率及脈沖信號(hào)分配放大單元用于接受外部輸入的時(shí)間信號(hào)以及頻率信號(hào)，進(jìn)行放大分路后輸出給北斗/GPS導(dǎo)航信號(hào)接收單元、時(shí)間間隔測(cè)量單元；

所述北斗/GPS導(dǎo)航信號(hào)接收單元通過射頻電纜連接北斗/GPS抗多徑接收天線，用于接收北斗/GPS衛(wèi)星導(dǎo)航信號(hào)；并將自身產(chǎn)生的時(shí)間信號(hào)傳輸給時(shí)間間隔測(cè)量單元；并通過RS232串口將自身產(chǎn)生的觀測(cè)數(shù)據(jù)傳輸至工控機(jī)單元；

所述時(shí)間間隔測(cè)量單元通過射頻線纜連接北斗/GPS導(dǎo)航信號(hào)接收單元，獲取其產(chǎn)生的時(shí)間信號(hào)；

所述電源轉(zhuǎn)換及控制單元為所有硬件單元提供電源；

所述工控機(jī)單元為數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)處理的平臺(tái)；

所述數(shù)據(jù)采集及處理單元接收北斗/GPS導(dǎo)航信號(hào)接收單元和時(shí)間間隔測(cè)量單元的數(shù)據(jù)，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，生成標(biāo)準(zhǔn)的時(shí)間頻率傳遞格式CGGTTS和Rinex的數(shù)據(jù)，并上傳至FTP服務(wù)器；

所述顯示及控制單元用于顯示數(shù)據(jù)及設(shè)備控制。

上述技術(shù)方案中，所述頻率及脈沖信號(hào)分配放大單元、北斗/GPS導(dǎo)航信號(hào)接收單元和時(shí)間間隔測(cè)量單元組成的信號(hào)產(chǎn)生及數(shù)據(jù)采集模塊集中設(shè)置于一保溫殼體內(nèi)，所述保溫殼體設(shè)有保溫層及恒溫控制單元。

為了避免頻率及脈沖信號(hào)分配放大單元、北斗/GPS導(dǎo)航信號(hào)接收單元以及時(shí)間間隔測(cè)量單元這幾部分信號(hào)產(chǎn)生及采集單元受溫度的影響，帶來的時(shí)間延遲的變化，使其全部放置于保溫殼體內(nèi)，殼體內(nèi)采用恒溫控制單元進(jìn)行溫度的控制，使其在0.5度范圍內(nèi)變化。

上述技術(shù)方案中，所述信號(hào)產(chǎn)生及數(shù)據(jù)采集模塊、電源轉(zhuǎn)換及控制單元、工控機(jī)單元、數(shù)據(jù)采集及處理單元和顯示及控制單元外設(shè)置一外殼。

所述外殼優(yōu)選設(shè)計(jì)為19英寸、2U高度的機(jī)箱。

與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本實(shí)用新型的基于北斗/GPS共視的時(shí)間傳遞裝置具備以下優(yōu)點(diǎn)：

可接收北斗和GPS等多個(gè)導(dǎo)航衛(wèi)星信號(hào)，并可產(chǎn)生時(shí)間頻率傳遞的標(biāo)準(zhǔn)格式數(shù)據(jù)；采用導(dǎo)航衛(wèi)星系統(tǒng)的雙備份，提高了整個(gè)裝置的可靠性、安全性；該裝置的推廣使用，可有效解決目前時(shí)間頻率遠(yuǎn)程傳遞的問題，為時(shí)間頻率在工業(yè)、通信以及國(guó)防中的應(yīng)用奠定基礎(chǔ)。

內(nèi)置時(shí)間間隔測(cè)量單元，用于自動(dòng)測(cè)量?jī)?nèi)置的北斗/GPS導(dǎo)航接收機(jī)其時(shí)間信號(hào)經(jīng)過內(nèi)部電路及算法造成的參考延遲，簡(jiǎn)化了操作人員人工測(cè)量參考延遲的工作，操作簡(jiǎn)單、維護(hù)方便，可推廣使用。

內(nèi)置恒溫控制單元，使所有信號(hào)生成、數(shù)據(jù)采集單元等都在恒溫殼體內(nèi)，避免了環(huán)境影響導(dǎo)致的延遲變化，降低了接收機(jī)觀測(cè)數(shù)據(jù)的噪聲，提高了時(shí)間頻率傳遞數(shù)據(jù)的精度。

附圖說明

為了更清楚地說明本實(shí)用新型實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本實(shí)用新型基于北斗/GPS共視的時(shí)間傳遞裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本實(shí)用新型基于北斗/GPS共視的時(shí)間傳遞裝置的工作原理圖。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖，對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本實(shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。

如圖1所示，本實(shí)用新型的基于北斗/GPS共視的時(shí)間傳遞裝置，包括以下結(jié)構(gòu)：

頻率及脈沖信號(hào)分配放大單元、北斗/GPS導(dǎo)航信號(hào)接收單元和時(shí)間間隔測(cè)量單元組成的信號(hào)產(chǎn)生及數(shù)據(jù)采集模塊；

北斗/GPS抗多徑接收天線，用于接收北斗/GPS衛(wèi)星發(fā)射的信號(hào)，進(jìn)行濾波、放大后通過射頻線纜傳輸給所述北斗/GPS導(dǎo)航信號(hào)接收單元，具有對(duì)多路徑信號(hào)的抑制部件——扼流圈；

電源轉(zhuǎn)換及控制單元、工控機(jī)單元和數(shù)據(jù)采集及處理單元、顯示及控制單元及FTP服務(wù)器。

所述頻率及脈沖信號(hào)分配放大單元用于接收外部輸入的原子鐘或者標(biāo)準(zhǔn)原子時(shí)的時(shí)間信號(hào)(1PPS，秒脈沖)和頻率信號(hào)，并對(duì)這些信號(hào)進(jìn)行放大分路，一般分為3-4路，輸出給北斗/GPS導(dǎo)航信號(hào)接收單元、時(shí)間間隔測(cè)量單元為其提供頻率基準(zhǔn)和時(shí)間同步基準(zhǔn)。

所述北斗/GPS導(dǎo)航信號(hào)接收單元通過射頻電纜連接北斗/GPS抗多徑接收天線，用于接收北斗/GPS衛(wèi)星導(dǎo)航信號(hào)；并將自身產(chǎn)生的時(shí)間信號(hào)傳輸給時(shí)間間隔測(cè)量單元；并通過RS232串口將自身產(chǎn)生的觀測(cè)數(shù)據(jù)傳輸至工控機(jī)單元。

所述北斗/GPS導(dǎo)航信號(hào)接收單元接收北斗/GPS衛(wèi)星導(dǎo)航信號(hào)后經(jīng)核心模塊的處理，獲得時(shí)間、位置、偽距、載波相位、多普勒等數(shù)據(jù)，傳輸給工控機(jī)單元進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，所有觀測(cè)數(shù)據(jù)與輸入的時(shí)間信號(hào)和頻率信號(hào)同步。

所述時(shí)間間隔測(cè)量單元：通過射頻線纜連接頻率及脈沖信號(hào)分配放大單元，獲取頻率信號(hào)和時(shí)間信號(hào)；通過射頻線纜連接北斗/GPS導(dǎo)航信號(hào)接收單元，獲取其產(chǎn)生的時(shí)間信號(hào)。其測(cè)量外部輸入的兩路時(shí)間信號(hào)(1PPS，秒脈沖)(北斗/GPS導(dǎo)航信號(hào)接收單元和外部原子鐘)之間的時(shí)間差，并傳輸給工控機(jī)單元進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。

所述電源轉(zhuǎn)換及控制單元為所有硬件單元提供電源，具有多路12V、24V直流電源輸出，具有過流、反向保護(hù)。

所述工控機(jī)單元為數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)處理的平臺(tái)，安裝windows XP操作系統(tǒng)；通過RS232串口，連接北斗/GPS導(dǎo)航信號(hào)接收單元和時(shí)間間隔測(cè)量單元，接收其傳輸?shù)谋倍?GPS觀測(cè)數(shù)據(jù)和時(shí)間差數(shù)據(jù)，再通過軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和控制。

所述數(shù)據(jù)采集及處理單元接收北斗/GPS導(dǎo)航信號(hào)接收單元和時(shí)間間隔測(cè)量單元的數(shù)據(jù)，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，生成標(biāo)準(zhǔn)的時(shí)間頻率傳遞格式CGGTTS和Rinex的數(shù)據(jù)，并上傳至FTP服務(wù)器；其數(shù)據(jù)處理流程為：通過串口數(shù)據(jù)采集模塊獲 取北斗/GPS導(dǎo)航信號(hào)接收單元和時(shí)間間隔測(cè)量單元的導(dǎo)航電文、觀測(cè)數(shù)據(jù)及時(shí)差數(shù)據(jù)；通過初始化參數(shù)模塊獲取顯示與控制軟件單元的參數(shù)及控制信號(hào)；傳輸給衛(wèi)星位置解析及觀測(cè)量計(jì)算，對(duì)各種誤差，如：衛(wèi)星鐘差、接收機(jī)鐘差、電離層延遲、對(duì)流層延遲、群組延遲等進(jìn)行計(jì)算；再通過補(bǔ)償各類延遲模塊，補(bǔ)償外部參考輸入的延遲、接收機(jī)信號(hào)延遲、天線線纜延遲，補(bǔ)償之后經(jīng)過擬合濾波計(jì)算獲得Rinex格式和CGGTTS格式的數(shù)據(jù)，寫入文件，最后通過FTP上傳模塊，上傳至指定的服務(wù)器。

所述顯示及控制單元用于顯示數(shù)據(jù)及設(shè)備控制，采用B/S(瀏覽器/服務(wù)端)的架構(gòu)設(shè)計(jì)，使用瀏覽器在本機(jī)、局域網(wǎng)或者Internet網(wǎng)均可實(shí)現(xiàn)對(duì)時(shí)間頻率傳遞裝置采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行顯示，并對(duì)設(shè)備進(jìn)行控制。其數(shù)據(jù)處理流程為：該單元為開放給用戶的操作界面等，當(dāng)設(shè)備起動(dòng)后，用戶進(jìn)行參數(shù)設(shè)置，對(duì)數(shù)據(jù)采集及處理軟件單元進(jìn)行初始化參數(shù)的設(shè)置；用戶可通過開始測(cè)量或停止測(cè)量對(duì)設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)采集的控制；也可圖形化顯示設(shè)備的測(cè)量數(shù)據(jù)，進(jìn)行監(jiān)視；并實(shí)施向設(shè)備發(fā)送系統(tǒng)控制指令對(duì)設(shè)備進(jìn)行操作。

上述技術(shù)方案中，所述頻率及脈沖信號(hào)分配放大單元、北斗/GPS導(dǎo)航信號(hào)接收單元和時(shí)間間隔測(cè)量單元組成的信號(hào)產(chǎn)生及數(shù)據(jù)采集模塊集中設(shè)置于一保溫殼體內(nèi)，所述保溫殼體設(shè)有保溫層及恒溫控制單元。

為了避免頻率及脈沖信號(hào)分配放大單元、北斗/GPS導(dǎo)航信號(hào)接收單元以及時(shí)間間隔測(cè)量單元這幾部分信號(hào)產(chǎn)生及采集單元受溫度的影響，帶來的時(shí)間延遲的變化，使其全部放置于保溫殼體內(nèi)，殼體內(nèi)采用恒溫控制單元進(jìn)行溫度的控制，使其在0.5度范圍內(nèi)變化。

上述技術(shù)方案中，所述信號(hào)產(chǎn)生及數(shù)據(jù)采集模塊、電源轉(zhuǎn)換及控制單元、工控機(jī)單元、數(shù)據(jù)采集及處理單元和顯示及控制單元外設(shè)置一外殼。

所述外殼優(yōu)選設(shè)計(jì)為19英寸、2U高度的機(jī)箱。

本實(shí)用新型的基于北斗/GPS共視的時(shí)間傳遞裝置工作原理如下：

兩臺(tái)時(shí)間頻率傳遞裝置通過同步采集輸入的時(shí)間信號(hào)(1PPS，秒脈沖)和頻率信號(hào)，獲得與所觀測(cè)導(dǎo)航衛(wèi)星系統(tǒng)(北斗和GPS)的某顆衛(wèi)星i時(shí)間差，該時(shí)差經(jīng)過電離層、對(duì)流層、衛(wèi)星鐘差、相對(duì)論效應(yīng)、線纜和接收機(jī)延遲等多種 誤差修正，產(chǎn)生時(shí)間頻率傳遞數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)格式CGGTTS文件，通過Internet網(wǎng)絡(luò)上傳至FTP服務(wù)器，再通過對(duì)兩臺(tái)設(shè)備同步觀測(cè)數(shù)據(jù)的處理、對(duì)比，可獲得兩臺(tái)原子鐘之間的時(shí)間差、頻率相對(duì)偏差等，即實(shí)現(xiàn)了時(shí)間頻率的遠(yuǎn)程傳遞。

ΔtiA＝Ti-TA (公式1)

(ΔtiA為原子鐘A與衛(wèi)星i之間的鐘差，可由觀測(cè)量、導(dǎo)航電文計(jì)算獲得；Ti，TA分別為衛(wèi)星i的觀測(cè)時(shí)刻和原子鐘A的觀測(cè)時(shí)刻)

ΔtiB＝Ti-TB (公式2)

(ΔtiB為原子鐘B與衛(wèi)星i之間的鐘差，可由觀測(cè)量、導(dǎo)航電文計(jì)算獲得；Ti，TB分別為衛(wèi)星i的觀測(cè)時(shí)刻和原子鐘B的觀測(cè)時(shí)刻)

ΔtBA＝ΔtiA-ΔtiB＝(Ti-TA)-(Ti-TB)＝TB-TA (公式3)

(ΔtBA為原子鐘B與原子鐘A的共視鐘差，可由共視法計(jì)算獲得)

該時(shí)間頻率傳遞裝置工作原理如圖2所示，可通過比對(duì)兩臺(tái)時(shí)間頻率傳遞裝置在同一個(gè)時(shí)刻觀測(cè)的衛(wèi)星i的數(shù)據(jù)，獲得兩個(gè)原子鐘的時(shí)間差，從而計(jì)算出相當(dāng)頻率偏差等，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程時(shí)間頻率的傳遞。

與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本實(shí)用新型的基于北斗/GPS共視的時(shí)間傳遞裝置具備以下優(yōu)點(diǎn)：

可接收北斗和GPS等多個(gè)導(dǎo)航衛(wèi)星信號(hào)，并可產(chǎn)生時(shí)間頻率傳遞的標(biāo)準(zhǔn)格式數(shù)據(jù)；采用導(dǎo)航衛(wèi)星系統(tǒng)的雙備份，提高了整個(gè)裝置的可靠性、安全性；該裝置的推廣使用，可有效解決目前時(shí)間頻率遠(yuǎn)程傳遞的問題，為時(shí)間頻率在工業(yè)、通信以及國(guó)防中的應(yīng)用奠定基礎(chǔ)。

內(nèi)置時(shí)間間隔測(cè)量單元，用于自動(dòng)測(cè)量?jī)?nèi)置的北斗/GPS導(dǎo)航接收機(jī)其時(shí)間信號(hào)經(jīng)過內(nèi)部電路及算法造成的參考延遲，簡(jiǎn)化了操作人員人工測(cè)量參考延遲的工作，操作簡(jiǎn)單、維護(hù)方便，可推廣使用。

內(nèi)置恒溫控制單元，使所有信號(hào)生成、數(shù)據(jù)采集單元等都在恒溫殼體內(nèi)，避免了環(huán)境影響導(dǎo)致的延遲變化，降低了接收機(jī)觀測(cè)數(shù)據(jù)的噪聲，提高了時(shí)間頻率傳遞數(shù)據(jù)的精度。

以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本實(shí)用新型，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。