一種計(jì)時方法及計(jì)時裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及通信技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種計(jì)時方法及計(jì)時裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 原子鐘是利用原子吸收或釋放能量時發(fā)出的電磁波來計(jì)時，由于這種電磁波非常 穩(wěn)定，因此，被廣泛應(yīng)用在天文、航海、宇宙航行燈技術(shù)領(lǐng)域。目前，在宇宙空間的計(jì)時大多 是利用放射元素銫元素的原子衰變計(jì)算時間。原子鐘計(jì)時非常準(zhǔn)確，其精度可以達(dá)到1秒 /100萬年。
[0003] 但是，使用原子鐘進(jìn)行宇宙空間計(jì)時存在以下問題：
[0004] 1、原子計(jì)時裝置的制造成本和造價較高，而且放射性元素的安全性也存在隱患。
[0005] 2、一旦發(fā)生故障導(dǎo)致計(jì)時異常，原子計(jì)時裝置無法進(jìn)行時間校準(zhǔn)，只能依賴于與 地面進(jìn)行時間校準(zhǔn)，具體的，原子計(jì)時裝置與地球通過電磁波進(jìn)行通信，而處于外太空的原 子計(jì)時裝置與地球之間的距離遠(yuǎn)，因此電磁波的發(fā)射功率大，通信成本較大。
[0006] 因此，亟需一種計(jì)時方案，以解決上述技術(shù)問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述不足，提供一種計(jì)時方法及計(jì)時裝置，用以解 決宇宙空間計(jì)時裝置制造成本高、存在安全隱患的問題，以及計(jì)時異常時無法自行校準(zhǔn)時 間的問題。
[0008] 本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題，采用如下技術(shù)方案：
[0009] 本發(fā)明提供一種計(jì)時方法，包括：
[0010] 按照預(yù)設(shè)的周期T發(fā)射第一正弦波，將第一正弦波轉(zhuǎn)換為方波，并記錄方波的脈 沖數(shù)量；
[0011] 檢測傳輸?shù)牡谝徽也ǖ念l率是否正常，若異常，則校準(zhǔn)傳輸?shù)牡谝徽也ǖ念l 率，并記錄頻率異常過程中異常方波的脈沖數(shù)量i和頻率f1;
[0012] 當(dāng)接收到時間獲取請求時，根據(jù)所述異常方波的脈沖數(shù)量i和頻率A、當(dāng)前的方波 的脈沖數(shù)量η以及預(yù)設(shè)的第一正弦波的初始發(fā)送時間t。，計(jì)算并返回當(dāng)前時間。
[0013] 本發(fā)明還提供一種計(jì)時裝置，包括：正弦波發(fā)生單元、轉(zhuǎn)換單元、處理單元、計(jì)算單 元、接收單元、發(fā)送單元；
[0014] 正弦波發(fā)生單元用于，按照預(yù)設(shè)的周期T發(fā)射第一正弦波；以及，發(fā)射第二正弦 波；
[0015] 轉(zhuǎn)換單元用于，將第一正弦波轉(zhuǎn)換為方波；
[0016] 處理單元用于，記錄方波的脈沖數(shù)量；以及，檢測傳輸?shù)牡谝徽也ǖ念l率是否正 常，當(dāng)傳輸?shù)牡谝徽也ǖ念l率異常時，校準(zhǔn)傳輸?shù)牡谝徽也ǖ念l率，并記錄頻率異常過 程中異常方波的脈沖數(shù)量i和頻率f1;
[0017] 計(jì)算單元用于，當(dāng)接收單元接收到時間獲取請求時，根據(jù)所述處理單元記錄的異 常方波的脈沖數(shù)量i和頻率T1、當(dāng)前的方波的脈沖數(shù)量η以及預(yù)設(shè)的第一正弦波的初始發(fā) 送時間t。，計(jì)算當(dāng)前時間，并指示發(fā)送單元返回計(jì)算出的當(dāng)前時間。
[0018] 本發(fā)明通過將正弦波轉(zhuǎn)換為方波，記錄方波脈沖數(shù)量實(shí)現(xiàn)計(jì)時，該計(jì)時方案實(shí)現(xiàn) 簡單、制造成本低、使用安全；在接收到時間獲取請求時，才計(jì)算當(dāng)前時間，即基于請求計(jì)算 并輸出當(dāng)前時間，可以降低數(shù)據(jù)處理的負(fù)荷；在發(fā)生電磁干擾的情況下，通過校準(zhǔn)傳輸?shù)牡?一正弦波的頻率，可以自行消除電磁干擾對計(jì)時的影響，并自行校準(zhǔn)時間，無需與地球同步 時間，降低計(jì)時裝置的使用成本。
【附圖說明】
[0019] 圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的計(jì)時裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020] 圖2為本發(fā)明實(shí)施例提供的計(jì)時流程示意圖；
[0021] 圖3為本發(fā)明實(shí)施例提供的第二正弦波的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0022] 下面將結(jié)合本發(fā)明中的附圖，對本發(fā)明中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整的描述，顯 然，所描述的實(shí)施例是本發(fā)明的一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(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)造性勞動的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。
[0023] 針對現(xiàn)有技術(shù)存在的上述問題，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種計(jì)時方案，可以應(yīng)用于 宇宙時間計(jì)時領(lǐng)域，通過將正弦波轉(zhuǎn)換為方波，記錄方波脈沖的數(shù)量實(shí)現(xiàn)計(jì)時，從而解決宇 宙空間計(jì)時裝置制造成本高、存在安全隱患的問題，在發(fā)生電磁干擾的情況下，可以自行消 除電磁干擾對計(jì)時的影響，實(shí)現(xiàn)時間自行校準(zhǔn)。
[0024] 以下結(jié)合附圖詳細(xì)說明本發(fā)明的技術(shù)方案。如圖1所示，計(jì)時裝置包括：正弦波 發(fā)生單元11、轉(zhuǎn)換單元12、處理單元13、計(jì)算單元14、接收單元15、發(fā)送單元16和供電單 元17。正弦波發(fā)生單元11內(nèi)預(yù)設(shè)有第一正弦波的周期T，能夠按照所述周期T發(fā)射第一正 弦波，正弦波發(fā)生單元11可以選用正弦波發(fā)生器實(shí)現(xiàn)，采用高頻電流脈沖產(chǎn)生電子模擬信 號。轉(zhuǎn)換單元12用于將正弦波轉(zhuǎn)換為方波（數(shù)字信號），可以選用施密特觸發(fā)器；供電單 元17用于為正弦波發(fā)生單元11、轉(zhuǎn)換單元12、處理單元13和計(jì)算單元14供電，可以選用 太陽能電池。處理單元13內(nèi)預(yù)設(shè)有計(jì)時初始時間，計(jì)時初始時間即為第一正弦波的初始發(fā) 送時間t。。
[0025] 以下結(jié)合圖2詳細(xì)說明本發(fā)明的計(jì)時流程，如圖2所示，所述流程包括以下步驟：
[0026] 步驟201，按照預(yù)設(shè)的周期T發(fā)射第一正弦波。
[0027] 具體的，正弦波發(fā)生單元11按照預(yù)設(shè)的周期T發(fā)射第一正弦波。為了提高計(jì)時精 度，優(yōu)選的，第一正弦波的周期T可以為毫秒級。由于第一正弦波的頻率約為幾百Hz，遠(yuǎn)小 于目前衛(wèi)星信號波的頻率（通常單位為GHz)，兩種波的波長差比很大，因此，目前衛(wèi)星信號 波很難對本發(fā)明的計(jì)時裝置產(chǎn)生干擾。
[0028] 步驟202,將第一正弦波轉(zhuǎn)換為方波，并記錄方波的脈沖數(shù)量。
[0029] 具體的，轉(zhuǎn)換單元12將第一正弦波（模擬信號）轉(zhuǎn)換為方波（數(shù)字信號），轉(zhuǎn)換后 的方波的周期與所述第一正弦波的周期T相同。處理單元13可以利用第一計(jì)數(shù)器實(shí)現(xiàn)方 波的脈沖計(jì)數(shù)，即根據(jù)數(shù)字脈沖信號記錄方波的脈沖數(shù)量n，例如記錄脈沖信號的高電平信 號或低電平信號。例如，正弦波發(fā)生單元11發(fā)射的第一正弦波的電壓范圍為0_1V(即波峰 和波谷對應(yīng)的電壓為IV)，經(jīng)過轉(zhuǎn)換單元12轉(zhuǎn)換后，生成的方波的高電平脈沖信號為IV，低 電平脈沖信號為-IV，轉(zhuǎn)換單元12只記錄高電平脈沖信號的數(shù)量，或者，只記錄低電平脈沖 信號的數(shù)量。
[0030] 計(jì)數(shù)器的原理及實(shí)現(xiàn)方式屬于現(xiàn)有技術(shù)，在此不再贅述。
[0031] 步驟203,檢測傳輸?shù)牡谝徽也ǖ念l率是否正常，若異常，則執(zhí)行步驟204,若正 常，則繼續(xù)檢測第一正弦波的頻率。
[0032] 具體的，由于本發(fā)明的計(jì)時裝置主要應(yīng)用于宇宙計(jì)時領(lǐng)域，在太空中，電磁干擾現(xiàn) 象十分普遍，正弦波發(fā)生單元11發(fā)射的第一正弦波在傳輸過程中若受到電磁波的干擾，其 頻率、振幅均會改變。處理單元13判斷傳輸?shù)牡谝徽也ǖ念l率是否與預(yù)設(shè)的頻率（即1/ T)相等，若不等，認(rèn)為頻率異常，說明第一正弦波在傳輸過程中受到電磁干擾的影響，此時 如果不進(jìn)行干預(yù)，則基于該受到電磁干擾的第一正弦波計(jì)算出的時間存在偏差，因此需要 校準(zhǔn)第一正弦波的頻率（即執(zhí)行步驟204)。若傳輸?shù)牡谝徽也ǖ念l率與預(yù)設(shè)的頻率（即 1/T)相等，說明第一正弦波在傳輸過程中并未受到電磁干擾，當(dāng)前記錄的方波的脈沖數(shù)量 正常，轉(zhuǎn)換單元12不會記錄異常方波的脈沖數(shù)量。
[0033] 步驟204,校準(zhǔn)傳輸?shù)牡谝徽也ǖ念l率，并記錄頻率異常過程中異常方波的脈沖 數(shù)量i和頻率^。
[0034] 具體的，當(dāng)轉(zhuǎn)換單元12判斷出傳輸?shù)牡谝徽也ǖ念l率異常時，校準(zhǔn)傳輸?shù)牡谝?正弦波的頻率，在此過程中，觸發(fā)第二計(jì)數(shù)器記錄異常方波的脈沖數(shù)量i，并記錄各個異常 的方波的頻率仁。
[0035] 需要說明的是，第一計(jì)數(shù)器和第二計(jì)數(shù)器的值通過可擦寫存儲元件，例如微型SD 存儲卡，進(jìn)行存儲，即使計(jì)時裝置斷電，數(shù)據(jù)也不會丟失。
[0036] 校準(zhǔn)傳輸?shù)牡谝徽也ǖ念l率的具體實(shí)現(xiàn)方式后續(xù)再詳細(xì)說明。
[0037] 步驟205,當(dāng)接收到時間獲取請求時，計(jì)算并返回當(dāng)前時間。
[0038] 具體的，若用戶欲獲取當(dāng)前時間，則向計(jì)時裝置發(fā)送時間獲取請求，當(dāng)接收單元15 接收到時間獲取請求時，計(jì)算單元14根據(jù)所述異常方波的頻率^以及第二計(jì)數(shù)器記錄的 異常方波的脈沖數(shù)量i、第一計(jì)數(shù)器記錄的當(dāng)前的方波的脈沖數(shù)量η以及預(yù)設(shè)的第一正弦 波的初始發(fā)送時間t。，計(jì)算當(dāng)前時間，并向用戶返回計(jì)算出的時間。
[0039] 具體的，計(jì)算單元14可以根據(jù)異常方波的脈沖數(shù)量i和頻率A計(jì)算校準(zhǔn)時間t'， 并根據(jù)校準(zhǔn)時間t'、異常方波的脈沖數(shù)量i以及預(yù)設(shè)的第一正弦波的初始發(fā)送時間t。和周 期T，計(jì)算當(dāng)前時間t。
[0040] 其中，校準(zhǔn)時間t'可以根據(jù)以下公式（1)計(jì)算：
[0042] 當(dāng)前時間t可以根據(jù)以下公式（2)計(jì)算：
[0043] t = t0+t' +T* (n_i) (2)
[0044] 需要說明的是，在第一正弦波的初始發(fā)送時間t。至接收到時間獲取請求之間的時 間段內(nèi)，若第一正弦波的傳輸未受到電磁干擾（即傳輸?shù)牡谝徽也ǖ念l率正常），則第二 計(jì)數(shù)器記錄的異常方波的脈沖數(shù)量i = 0,不存在異常方波的頻率，也不存在校