一种全域分布式大规模原子钟组联合比对守时方法及系统与流程

1.本发明涉及一种网络授时技术领域，特别是关于一种全域分布式大规模原子钟组联合比对守时方法及系统。背景技术：2.随着科学技术的发展，高精密时间频率在国民经济发展中的重要性凸显，精密计时、现代通信、导航定位和计算机自动控制等都离不开可靠的精密时间尺度和时间频率传递技术。3.目前，综合原子时是由一个固定的基准站点对本地或异地的多台原子钟进行时间比对，各地原子钟采用卫星共视技术与固定站点的基准钟进行比对，产生的比对数据通过光纤网络统一传输到基准站点，由基准站点对比对的钟差数据进行汇集，并采用时间尺度算法计算得到综合原子时，从而达到守时目的，维持了区域内标准的时间频率。4.现有综合原子时产生方法蕴含了单点故障风险，当基准站点发生故障或损坏，各地原子钟无法与其进行比对溯源，成为各自孤立守时的站点，存在时间混乱的重大安全隐患，对社会各行业带来巨大负面影响。技术实现要素：5.针对上述问题，本发明的目的是提供一种全域分布式大规模原子钟组联合比对守时方法及系统，其能动态的调整基准站点，保证卫星授时系统中各站点时间频率的高精密度。6.为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：一种全域分布式大规模原子钟组联合比对守时方法，其包括：确定各守时站点的权重，并将权重最高的守时站点确定为基准站点；对于每个守时站点，实时计算守时站点与授时卫星间的时差，生成卫星共视文件；所述基准站点根据各所述卫星共视文件及所述权重计算目标时差，并将所述目标时差发送至各非基准站点；各所述守时站点根据所述目标时差调整本地原子时，获得综合原子时；当所述基准站点发生故障时，将剩余守时站点中权重最高的站点确定为基准站点，并返回重新生成卫星共视文件。7.进一步，所述确定各守时站点的权重，包括：8.对于每个守时站点，采集所述守时站点在第一历史时段内的时间频率数据；9.根据所述时间频率数据确定所述守时站点的频率稳定参数；10.根据所述频率稳定参数确定各所述守时站点的权重。11.进一步，所述卫星共视文件包括守时站点与授时卫星间的时差；所述卫星共视文件的生成采用卫星共视方法，包括：12.守时站点确定本地原子时，并接收所述授时卫星发送的卫星原子时；13.根据所述本地原子时和所述卫星原子时生成卫星共视文件。14.进一步，所述守时站点包括至少一个原子钟，其中一个为基准原子钟，其余为非基准原子钟，守时站点确定本地原子时，包括：15.计算非基准原子钟与基准原子钟间的钟差；16.对所述基准原子钟间的钟差进行加权平均，获得目标钟差；17.基于所述目标钟差对所述基准原子钟的时间进行调整，获得守时站点的本地原子时。18.进一步，所述卫星共视文件还包括守时站点在第二设定时段内的时间频率数据，对所述权重更新，包括：19.基准站点在第二设定时段内采集守时站点在第二历史时段内的时间频率数据，根据时间频率数据确定守时站点的频率稳定参数，根据频率稳定参数确定各守时站点的新权重，并将新权重发送至各非基准站点；20.各守时站点根据接收到的新权重更新权重，并将剩余守时站点中新权重最高的站点确定为基准站点。21.进一步，所述计算目标时差，包括：22.基准站点根据各守时站点的权重，对钟差数据进行加权计算，得到各站点与综合原子时的钟差，作为目标时差。23.一种全域分布式大规模原子钟组联合比对守时系统，其包括：权重确定模块，用于确定各守时站点的权重，并将权重最高的守时站点确定为基准站点；卫星共视文件生成模块，对于每个守时站点，实时计算守时站点与授时卫星间的时差，生成卫星共视文件；目标时差确定模块，所述基准站点根据各所述卫星共视文件及所述权重计算目标时差，并将所述目标时差发送至各非基准站点；综合原子时获取模块，各所述守时站点根据所述目标时差调整本地原子时，获得综合原子时；基准站点更新模块，当所述基准站点发生故障时，将剩余守时站点中权重最高的站点确定为基准站点，并返回重新生成卫星共视文件。24.一种用于实现上述全域分布式大规模原子钟组联合比对守时方法的卫星授时系统，其包括：多个守时站点和授时卫星；且其中一个为基准站点，其余为非基准站点；25.所述守时站点包括至少一个原子钟、钟差测量装置、相位微跃器、卫星共视装置、通信装置及综合原子时生成装置；其中，一个为基准原子钟，其余为非基准原子钟；26.所述钟差测量装置，用于计算所述非基准原子钟与所述基准原子钟间的钟差，并采用设定加权算法对所述钟差进行加权平均，获得目标钟差；27.所述相位微跃器，用于基于所述目标钟差对所述基准原子钟的时间进行调整，获得本地原子时；28.所述卫星共视装置，用于接收所述授时卫星发送的卫星原子时，并根据所述本地原子时和所述卫星原子时生成卫星共视文件；29.所述基准站点中的通信装置，用于接收非基准站点发送的卫星共视文件，并根据各卫星共视文件确定目标时差；所述非基准站点中的通信装置用于接收基准站点发送的目标时差；30.所述综合原子时生成装置，用于根据所述目标时差对本地原子时进行调整，获得综合原子时。31.一种存储一个或多个程序的计算机可读存储介质，所述一个或多个程序包括指令，所述指令当由计算设备执行时，使得所述计算设备执行上述方法中的任一方法。32.一种计算设备，其包括：一个或多个处理器、存储器及一个或多个程序，其中一个或多个程序存储在所述存储器中并被配置为所述一个或多个处理器执行，所述一个或多个程序包括用于执行上述方法中的任一方法的指令。33.本发明由于采取以上技术方案，其具有以下优点：34.本发明采用的守时方法，当基准基站发生故障时，将剩余守时站点中权重最高的站点确定为新的基准站点，可以动态的调整基准站点，保证卫星授时系统中各站点时间频率的高精密度。附图说明35.图1是本发明一实施例中全域分布式大规模原子钟组联合比对守时方法流程图；36.图2是本发明一实施例中全域分布式大规模原子钟组联合比对守时系统结构示意图；37.图3是本发明一实施例中卫星授时系统的结构示意图。具体实施方式38.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例的附图，对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。39.需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本技术的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。40.为了解决现有技术中各地原子钟无法与其进行比对溯源，成为各自孤立守时的站点，存在时间混乱的重大安全隐患的问题，本发明提供一种全域分布式大规模原子钟组联合比对守时方法及系统，卫星授时系统包括多个守时站点和授时卫星，包括：确定各守时站点的权重，并将权重最高的守时站点确定为基准站点；对于每个守时站点，采用卫星共视技术生成卫星共视文件；其中，卫星共视文件包括守时站点与授时卫星间的时差；基准站点根据各卫星共视文件及权重计算目标时差，并将目标时差发送至各非基准站点；各守时站点根据目标时差调整本地原子时，获得综合原子时；当基准站点发生故障时，将剩余守时站点中权重最高的站点确定为基准站点，并返回执行采用卫星共视技术生成卫星共视文件的操作，可以动态的调整基准站点，保证卫星授时系统中各站点时间频率的高精密度。41.在本发明的一个实施例中，提供一种全域分布式大规模原子钟组联合比对守时方法。本实施例中，本实施例可适用于基准站点发生故障或损坏，动态的调整基准站点的情况，该方法可以由一种守时装置来执行，该装置可以由硬件和/或软件实现，并一般集成在卫星授时系统中。其中，卫星授时系统包括多个守时站点和授时卫星。如图1所示，该方法包括以下步骤：42.s1、确定各守时站点的权重，并将权重最高的守时站点确定为基准站点；43.本实施例中，基准站点是本地或异地的多个站点进行时间比对的基准。44.具体的，每个守时站点将根据其性能，如频率稳定度、频率可预测能力等性能指标的一种或几种组合进行分配不同的权重，站点性能越好，分配到的权重越大，通过计算各守时站点的权重，将权重最高的守时站点确定为基准站点。45.s2、对于每个守时站点，实时计算守时站点与授时卫星间的时差，生成卫星共视文件；46.具体的，每个守时站点分别建立独立的卫星共视时间频率比对系统，并使用统一接口、统一数据格式、统一数据处理方法。各守时站点利用本站时间频率比对系统，以本地综合时间频率信号为参考，实时计算守时站点与授时卫星间的时差，生成卫星共视文件。47.s3、基准站点根据各卫星共视文件及权重计算目标时差，并将目标时差发送至各非基准站点；48.在本实施例中，基准站点根据卫星共视文件，即守时站点与授时卫星间的时差及各守时站点的权重，计算目标时差。基准站点可以通过光纤网络或北斗短报文将目标时差发送至各非基准站点。49.s4、各守时站点根据目标时差调整本地原子时，获得综合原子时；50.具体的，各守时站点分别配备相位微跃器，通过时间尺度算法得到的调整量对本地原子时进行调整，产生和维持综合原子时。为了保证数据的一致性，每个站点分别采用相同的综合原子时获取设备和计算方法。51.s5、当基准站点发生故障时，将剩余守时站点中权重最高的站点确定为基准站点，并返回重新生成卫星共视文件。52.具体的，当基准站点发生故障无法通信时，各地原子钟无法与该站点进行比对溯源，此时需重新确定基准站点。可根据步骤s1中确定的各守时站点的权重，将发生故障的基准站点以外的剩余守时站点中权重最高的站点确定为基准站点，并返回执行采用卫星共视技术生成卫星共视文件的操作，即顺序执行s2-s4的操作。53.上述步骤s1中，确定各守时站点的权重，包括以下步骤：54.s11、对于每个守时站点，采集守时站点在第一历史时段内的时间频率数据；55.具体的，每个守时站点根据本站点内原子钟性能指标，进行分配不同的权重。性能指标可以是时间频率数据，采集每个守时站点在第一历史时段内的时间频率数据。第一历史时段可根据实际需求设定，例如：可以是最近一周或一个月。56.s12、根据时间频率数据确定守时站点的频率稳定参数；57.其中，频率稳定参数可以由方差来表征。本实施例中，分别对每个守时站点采集到的第一历史时段内的时间频率做方差计算，得到频率稳定参数。58.s13、根据频率稳定参数确定各守时站点的权重。59.具体的，根据上述确定的频率稳定参数，将每个守时站点频率稳定参数的平方除以所有站点频率稳定参数平方和，获得各守时站点的权重。60.上述步骤s2中，卫星共视文件包括守时站点与授时卫星间的时差。卫星共视文件的生成采用卫星共视方法，包括以下步骤：61.s211、守时站点确定本地原子时，并接收授时卫星发送的卫星原子时；62.具体的，每个守时站点包含一个或多个原子钟，原子钟之间可能存在钟差，通过数学算法，如加权平均计算，获得守时站点的本地原子时，同时守时站点接收授时卫星发送的卫星原子时，本地原子时与卫星原子时也可能存在钟差。63.s212、根据本地原子时和卫星原子时生成卫星共视文件。64.具体的，根据上述步骤获得的守时站点的本地原子时与接收的授时卫星发送的卫星原子时，得到钟差数据，即卫星共视文件。65.随着时间的推移，各守时站点中各原子钟以及接收到的卫星电子钟又可能产生新的时差数据，各守时站点自身权重也可能发生变化，因此，原子钟性能指标数据应持续不断采集，同时，上述各步骤应重复进行，以便持续更新各站点原子时。66.在本实施例中，守时站点包括至少一个原子钟，其中一个为基准原子钟，其余为非基准原子钟，守时站点确定本地原子时，包括以下步骤：67.s2111、计算非基准原子钟与基准原子钟间的钟差；68.s2112、对基准原子钟间的钟差进行加权平均，获得目标钟差；69.具体的，采用设定加权算法对非基准原子钟与基准原子钟间的钟差进行加权平均，获得目标钟差。示例性的，原子时的经典算法algos是由国际计量局设计与开发的一种时间尺度算法，采用双月平均速率方差获取权重，对各原子钟的钟面读数进行加权平均后得到一个时间尺度，从而保证优化时间尺度的可靠性、频率的长时间稳定性以及频率的准确性。这里采用标准时间尺度算法algos进行加权平均，得到本地时间频率信号调整量，即目标钟差。70.s2113、基于目标钟差对基准原子钟的时间进行调整，获得守时站点的本地原子时。71.具体的，每个守时站点分别配备相位微跃器，基于上述时间尺度算法计算得到的目标钟差对本地综合时间频率信号进行调整，产生和维持本地原子时。72.上述步骤s2中，卫星共视文件还包括守时站点在第二设定时段内的时间频率数据，第二设定时段晚于第一设定时段。对权重更新，包括以下步骤：73.s221、基准站点在第二设定时段内采集守时站点在第二历史时段内的时间频率数据，根据时间频率数据确定守时站点的频率稳定参数，根据频率稳定参数确定各守时站点的新权重，并将新权重发送至各非基准站点；74.s222、各守时站点根据接收到的新权重更新权重，并将剩余守时站点中新权重最高的站点确定为基准站点。75.上述步骤s3中，计算目标时差，具体为：基准站点根据各守时站点的权重，对钟差数据进行加权计算，得到各站点与综合原子时的钟差，作为目标时差。76.具体的，基准站点根据各守时站点的权重，对钟差数据按照设定加权算法，如采用标准时间尺度算法algos进行计算，得到各站点与综合原子时的钟差，即目标时差，用以调整本地原子时，获得综合原子时。77.本实施例上述可选实施例具体给出了确定各守时站点的权重实现过程、采用卫星共视技术生成卫星共视文件过程及基准站点根据各卫星共视文件及所述权重计算目标时差，利用动态的调整基准站点，保证卫星授时系统中各站点时间频率的高精密度。78.在本发明的一个实施例中，提供一种全域分布式大规模原子钟组联合比对守时系统，其包括：79.权重确定模块，用于确定各守时站点的权重，并将权重最高的守时站点确定为基准站点；80.卫星共视文件生成模块，对于每个守时站点，实时计算守时站点与授时卫星间的时差，生成卫星共视文件；81.目标时差确定模块，基准站点根据各卫星共视文件及权重计算目标时差，并将目标时差发送至各非基准站点；82.综合原子时获取模块，各守时站点根据目标时差调整本地原子时，获得综合原子时；83.基准站点更新模块，当基准站点发生故障时，将剩余守时站点中权重最高的站点确定为基准站点，并返回重新生成卫星共视文件。84.上述实施例中，权重确定模块具体可以用于：85.对于每个守时站点，采集守时站点在第一历史时段内的时间频率数据；86.根据时间频率数据确定守时站点的频率稳定参数；87.根据频率稳定参数确定各守时站点的权重。88.上述实施例中，卫星共视文件生成模块具体可以包括：89.本地原子时确定单元，用于守时站点确定本地原子时，并接收授时卫星发送的卫星原子时；90.卫星共视文件生成单元，用于根据本地原子时和卫星原子时生成卫星共视文件。91.上述实施例中，守时站点包括至少一个原子钟，且其中一个为基准原子钟，其余为非基准原子钟，本地原子时确定单元具体可以用于：92.计算非基准原子钟与基准原子钟间的钟差；93.采用设定加权算法对钟差进行加权平均，获得目标钟差；94.基于目标钟差对基准原子钟的时间进行调整，获得守时站点的本地原子时。95.上述实施例中，目标时差确定模块具体可以用于：基准站点根据权重按照设定加权算法对各卫星共视文件进行加权求和，获得目标时差。96.本实施例提供的系统是用于执行上述各方法实施例的，具体流程和详细内容请参照上述实施例，此处不再赘述。97.在本发明的一个实施例中，提供一种用于实现上述实施例中全域分布式大规模原子钟组联合比对守时方法的卫星授时系统，该卫星授时系统包括：多个守时站点和授时卫星；且其中一个为基准站点，其余为非基准站点。98.守时站点包括至少一个原子钟、钟差测量装置、相位微跃器、卫星共视装置、通信装置及综合原子时生成装置；其中，一个为基准原子钟，其余为非基准原子钟；99.钟差测量装置，用于计算非基准原子钟与基准原子钟间的钟差，并采用设定加权算法对钟差进行加权平均，获得目标钟差；100.相位微跃器，用于基于目标钟差对基准原子钟的时间进行调整，获得本地原子时；101.卫星共视装置，用于接收授时卫星发送的卫星原子时，并根据本地原子时和卫星原子时生成卫星共视文件；102.基准站点中的通信装置，用于接收非基准站点发送的卫星共视文件，并根据各卫星共视文件确定目标时差；非基准站点中的通信装置用于接收基准站点发送的目标时差；103.综合原子时生成装置，用于根据目标时差对本地原子时进行调整，获得综合原子时。104.上述实施例中，守时站点为固定站点或者移动站点。105.综上，本发明的卫星授时系统包括多个守时站点和授时卫星，该方法包括：确定各守时站点的权重，并将权重最高的守时站点确定为基准站点；对于每个守时站点，采用卫星共视技术生成卫星共视文件；其中，卫星共视文件包括守时站点与授时卫星间的时差；基准站点根据各卫星共视文件及权重计算目标时差，并将目标时差发送至各非基准站点；各守时站点根据目标时差调整本地原子时，获得综合原子时；当基准站点发生故障时，将剩余守时站点中权重最高的站点确定为基准站点，并返回执行采用卫星共视技术生成卫星共视文件的操作。本发明实施例提供的守时方法，当基准基站发生故障时，将剩余守时站点中权重最高的站点确定为新的基准站点，可以动态的调整基准站点，保证卫星授时系统中各站点时间频率的高精密度。106.在本发明一实施例中提供的计算设备结构，该计算设备可以是终端，其可以包括：处理器(processor)、通信接口(communications interface)、存储器(memory)、显示屏和输入装置。其中，处理器、通信接口、存储器通过通信总线完成相互间的通信。该处理器用于提供计算和控制能力。该存储器包括非易失性存储介质、内存储器，该非易失性存储介质存储有操作系统和计算机程序，该计算机程序被处理器执行时以实现一种全域分布式大规模原子钟组联合比对守时方法；该内存储器为非易失性存储介质中的操作系统和计算机程序的运行提供环境。该通信接口用于与外部的终端进行有线或无线方式的通信，无线方式可通过wifi、管理商网络、nfc(近场通信)或其他技术实现。该显示屏可以是液晶显示屏或者电子墨水显示屏，该输入装置可以是显示屏上覆盖的触摸层，也可以是计算设备外壳上设置的按键、轨迹球或触控板，还可以是外接的键盘、触控板或鼠标等。处理器可以调用存储器中的逻辑指令。107.此外，上述的存储器中的逻辑指令可以通过软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：u盘、移动硬盘、只读存储器(rom，read-only memory)、随机存取存储器(ram，random access memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。108.在本发明的一个实施例中，提供一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括存储在非暂态计算机可读存储介质上的计算机程序，所述计算机程序包括程序指令，当所述程序指令被计算机执行时，计算机能够执行上述各方法实施例所提供的方法。109.在本发明的一个实施例中，提供一种非暂态计算机可读存储介质，该非暂态计算机可读存储介质存储服务器指令，该计算机指令使计算机执行上述各实施例提供的方法。110.上述实施例提供的一种计算机可读存储介质，其实现原理和技术效果与上述方法实施例类似，在此不再赘述。111.本技术是参照根据本技术实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。112.这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。113.这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。114.最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。