一种太阳能卫星手表自动授时方法及系统与流程

本发明涉及卫星授时手表，具体而言，涉及太阳能卫星手表自动授时方法及系统。

背景技术：

1、手表是人们日常生活中最常见的计时设备，传统的机械手表依靠人为设定获取时间源，随着通信和卫星导航技术的发展和普及，智能手表可以通过蓝牙等无线通信手段连接手机获取时间源，这种授时方式一方面手机的时间源本身可能存在误差，另一方面手表很难与手机一直保持连接，经常会因为手机自动杀后台常驻应用程序导致连接断开。

2、但是配置有gps和北斗等卫星接收芯片的卫星手表则可以在户外等有卫星信号的空间里，通过接收卫星时间信息获取更为精准的时间源，但是一方面卫星接收芯片功耗往往很高并不能一直开启，另一方面用户经常因忘记手动触发手表开启卫星授时，导致手表出现时间偏差，且时间偏差在无外部校准的情况下会越来越大。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种太阳能卫星手表自动授时方法、系统、设备及可读存储介质，以改善上述问题。为了实现上述目的，本发明采取的技术方案如下：

2、第一方面，本技术提供了一种太阳能卫星手表自动授时方法，包括：

3、利用卫星手表中的太阳能面板获取光强信息，所述光强信息包括不同环境下的外部光照度所对应的当前采样的充电电压；

4、根据adc采样原理，对获取到的光强信息进行平滑滤波处理，得到滤波后的充电电压；

5、通过计算模型，得出当前时间置信度；

6、通过时间置信度和充电电压的范围值作出相应的判断，若授时成功，则自动开启定位，更新卫星手表的星历；若授时失败，则减少时间置信度，重新进入判断流程，直至授时成功。

7、优选地，所述光强信息包括不同环境下的外部光照度所对应的当前采样的充电电压，其中包括：

8、建立用于描述光照区域内的电压幅度随外界光强变化的光照模型，所述光照模型包括离散的第一外部光照度、第二外部光照度、第三外部光照度以及第一充电电压、第二充电电压和第三充电电压，其中第一外部光照度为室内照明光照度阈值、第二外部光照度为室外半遮挡照明光照度阈值、第三外部光照度为室外无遮挡照明光照度阈值；其中，第一充电电压为第一外部光照度所对应充电电压、第二充电电压为第二外部光照度所对应充电电压、第三充电电压为第三外部光照度所对应充电电压；其中充电电压计算公式如下：

9、v＝khl

10、式中，k为太阳能电池的性能参数，h为普朗克常数，l为外部光照强度，v为充电电压；

11、根据光照模型计算并判定所在区域内的离散程度，并通过离散程度和当前采样充电电压，判断出当前的外部光照强度，若外部光照强度<第一外部光照度，则判定当前所处环境为室内；若第一外部光照度<外部光照强度<第二外部光照度，则判定当前所处环境为半遮挡；若第二外部光照度<外部光照强度<第三外部光照度，则判定当前环境为室外无遮挡；

12、将判断得到的外部光照强度输出光照唤醒信号至卫星手表的控制处理端，所述光照唤醒信号的充电电压的幅度随外界光强变化。

13、优选地，所述对获取到的光强信息进行平滑滤波处理，得到滤波后的充电电压，其中包括：

14、设置滤波函数，表示为一个权重系数数组h[n]，其中n表示滤波器的阶数，将获取到的光强信息作为滤波的信号；

15、获取滤波器系数数组，并进行卷积运算，公式如下：

16、y[n]＝x[n]*h[n]＝σx[k]*h[n-k]

17、式中，y[n]表示滤波器的输出信号，x[n]为光强信息，h[n]为滤波器系数数组，σ表示求和运算，k为变量，x[k]表示输入信号的第k个样本值，h[n-k]表示滤波器系数数组的第n-k个元素；

18、对滤波器系数数组进行调整，得到不同的滤波结果，其中滤波结果包括通过改变系数数组中的权重值和阶数来控制滤波器的截止频率和滤波器的陡峭度，从而得到不同的充电电压。

19、优选地，所述通过计算模型，得出当前时间置信度，包括：

20、通过卫星手表内部的传感器获取运动信息，所述运动状态信息包括检测到卫星手表的加速度信息和运动状态信息，其中传感器为加速度传感器；

21、将获取到的运动信息转化为数字信号并输入至卫星手表的控制处理端进行分析计算，利用加速度传感器计算得到佩戴者当前的运动量，计算公式如下：

22、s＝lq

23、式中，s为运动量，l为步长即每一步移动的距离，q为步数即待检测时间段内移动的步数；

24、采用峰值检测法，对运动量进行计算，得到加速度的最大值和最小值，并判断加速度的最大值和最小值与设定的阈值之间的大小，从而识别卫星手表是否移动。

25、优选地，所述通过时间置信度和充电电压的范围值作出相应的判断，若授时成功，则自动开启定位，更新卫星手表的星历，其中包括：

26、当时间置信度c小于60，且滤波后的充电电压大于第三充电电压，则自动开启多星定位，同步当前时间，并更新卫星星历保持热启动快速定位状态，同时进行参数初始化c＝cmax，t＝0；

27、当时间置信度c小于60，且第二充电电压<滤波后的充电电压<第三充电电压，则自动开启单星快速授时模式，同步当前时间，并同时进行参数初始化c＝cmax，t＝0；

28、当时间置信度c小于20，当运动量大于20，则自动开启快速授时模式，同步当前时间，并同时进行参数初始化c＝cmax，t＝0。

29、第二方面，本技术还提供了一种太阳能卫星手表自动授时系统，所述系统包括一种太阳能卫星手表自动授时系统，包括获取模块、处理模块、计算模块和判断模块，其中：

30、获取模块：用于利用卫星手表中的太阳能面板获取光强信息，所述光强信息包括不同环境下的外部光照度所对应的当前采样的充电电压；

31、处理模块：用于根据adc采样原理，对获取到的光强信息进行平滑滤波处理，得到滤波后的充电电压；

32、计算模块：用于通过计算模型，得出当前时间置信度；

33、判断模块：用于通过时间置信度和充电电压的范围值作出相应的判断，若授时成功，则自动开启定位，更新卫星手表的星历；若授时失败，则减少时间置信度，重新进入判断流程，直至授时成功。

34、本发明的有益效果为：

35、本发明通过卫星手表自动授时方法，实现卫星手表在日常低功耗运行状态下进行自动授时，保持手表卫星接收器处于热启动状态，大大减小后续手表定位时间，进而保持手表运行时间的精准，避免因长时间不授时导致手表出现时间偏差。

36、本发明使用低通滤波器进行滤波处理，使得输出的电压更加稳定，低通滤波器可以将高频噪声滤除，得到较为平滑的输出信号，从而保证太阳能发电系统的性能和稳定性；通过对低通滤波器的系数数组进行设计和调整，可以实现不同的滤波效果。

37、本发明可以通过太阳能电池充电电压感知外部光强，配合运动量评估算法和时间置信度判定算法，且根据手表基础守时需求的不同，最大时间置信度也会自动调整，实现卫星手表在最优功耗的情况下自适应进行授时或定位。

38、本发明提出了一种根据太阳能充电电压的方式，快速便捷地识别当前卫星星况的方法，有效避免了由于环境遮挡导致星况不佳时卫星手表无效捕获卫星的耗时失败和功耗消耗。

39、本发明的其他特征和优点将在随后的说明书阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明实施例了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。