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一种基于正弦波信号的授时方法及装置与流程

  • 国知局
  • 2024-07-30 10:21:51

本申请实施例涉及通信,尤其涉及一种基于正弦波信号的授时方法及装置。

背景技术:

1、为保证观测数据的准确性,地震数据采集器等测量设备要求获得非常精确的授时信号,在电缆或其他信号线中直接传输授时信号容易导致信号失真,难以获得精确的授时信号。

技术实现思路

1、有鉴于此,本申请实施例的目的在于提出一种基于正弦波信号的授时方法及装置,以解决精确授时的问题。

2、基于上述目的,本申请实施例提供了一种基于正弦波信号的授时方法,包括:

3、接收端接收秒脉冲正弦波信号;其中,秒脉冲正弦波信号是发送端发送的原始秒脉冲正弦波信号经过信道形成的,所述发送端于整秒时刻发送用于授时的原始秒脉冲正弦波信号,所述原始秒脉冲正弦波信号是基于多个不同频率的正弦波叠加而成的;

4、于采样时刻对所述秒脉冲正弦波信号进行采样,得到采样信号;

5、对所述采样信号进行快速傅里叶变换,得到频域的秒脉冲正弦波信号;

6、基于所述频域的秒脉冲正弦波信号,确定不同频率的正弦波信号发生的相移;

7、根据所述相移计算所述秒脉冲正弦波信号的时延;

8、根据所述时延和所述采样时刻,确定所述整秒时刻。

9、可选的,所述多个不同频率的正弦波包括具有最低频率的正弦波和具有其他频率的正弦波,所述具有最低频率的正弦波的初始相位为0,具有其他频率的正弦波的初始相位随机生成。

10、可选的,所述频域的秒脉冲正弦波信号包括具有最低频率的正弦波和具有其他频率的正弦波;基于所述频域的秒脉冲正弦波信号,确定不同频率的正弦波信号发生的相移,包括:

11、根据具有最低频率的正弦波的相位和对应的初始相位,确定具有最低频率的正弦波的原始相移;

12、根据具有最低频率的正弦波的原始相移,确定具有最低频率的正弦波的第一时移;

13、根据第一时移,确定各频率的正弦波的第一次补偿后的相移。

14、可选的,根据具有最低频率的正弦波的原始相移,确定具有最低频率的正弦波的第一时移,方法为:

15、

16、其中,δt1为第一时移,为具有最低频率的正弦波的原始相移;

17、根据第一时移,确定各频率的正弦波的第一次补偿后的相移,方法为:

18、

19、其中,为频率为i赫兹的正弦波在δt1时间的相移;

20、

21、其中,mi为对应原始相移的i赫兹的正弦波的频域数据,mi′的相位为i赫兹的正弦波的第一次补偿后的相移,该第一次补偿后的相移为在原始相移基础上扣除δt1时间对应产生的相移后得到的相移。

22、可选的,确定各频率的正弦波第一次补偿后的相移,还包括:

23、对于具有其他频率的正弦波,基于第一次补偿后的相移进行2π模糊度修正,得到修正后的相移;修正后的相移为:

24、

25、其中,为i+1赫兹的正弦波对应的修正后的相移,为i+1赫兹的正弦波的第一次补偿后的相移,为第i赫兹的正弦波的第一次补偿后的相移和第i+1赫兹的正弦波的第一次补偿后的相移之间的相移差。

26、可选的,根据所述相移计算所述秒脉冲正弦波信号的时延,包括:

27、根据所述第一次补偿后的相移,确定第二时移;

28、将所述第一时移和第二时移之和作为所述时延。

29、可选的,根据所述第一次补偿后的相移,确定第二时移,包括:

30、基于各频率的正弦波的第一次补偿后的相移,拟合得到相移直线;

31、根据所述相移直线的斜率,确定第二时移。

32、可选的,根据所述相移直线的斜率,确定第二时移,方法为:

33、

34、其中,k为所述相移直线的斜率。

35、可选的,根据所述时延和所述采样时刻,确定所述整秒时刻,包括:

36、将所述采样时刻减去所述时延,得到所述整秒时刻;

37、确定所述整秒时刻之后,还包括:

38、根据所述整秒时刻,对所述接收端的时钟进行校正。

39、本申请实施例还提供一种基于正弦波信号的授时装置,包括:

40、接收模块,用于接收端接收秒脉冲正弦波信号;其中,秒脉冲正弦波信号是发送端发送的原始秒脉冲正弦波信号经过信道形成的,所述发送端于整秒时刻发送用于授时的原始秒脉冲正弦波信号,所述原始秒脉冲正弦波信号是基于多个不同频率的正弦波叠加而成的;

41、采样模块,用于于采样时刻对所述秒脉冲正弦波信号进行采样,得到采样信号;

42、变换模块,用于对所述采样信号进行快速傅里叶变换,得到频域的秒脉冲正弦波信号;

43、相移确定模块,用于基于所述频域的秒脉冲正弦波信号,确定不同频率的正弦波信号发生的相移;

44、时延计算模块,用于根据所述相移计算所述秒脉冲正弦波信号的时延;

45、授时模块,用于根据所述时延和所述采样时刻,确定所述整秒时刻。

46、从上面所述可以看出,本申请实施例提供的基于正弦波信号的授时方法及装置,发送端利用调制的正弦波在整秒时刻发送原始秒脉冲正弦波信号,接收端接收秒脉冲正弦波信号后,可于任意的采样时刻对秒脉冲正弦波信号进行采样,得到采样信号,对采样信号进行快速傅里叶变换,得到频域的秒脉冲正弦波信号,基于频域的秒脉冲正弦波信号,确定不同频率的正弦波信号发生的相移,再根据相移计算秒脉冲正弦波信号的时延,根据秒脉冲正弦波信号的时延和采样时刻,确定整秒时刻,根据整秒时刻进行本地钟的授时。本申请通过正弦波授时的方法,相较于直接传输授时信号,能够提高授时精度,相较于利用方波授时的方法,能够提高传输速率和授时精度,而且,正弦波授时数据可以和其他数据复用一条线路传输,无需单独配置传输线路,降低系统复杂度,适用性较强。

技术特征:

1.一种基于正弦波信号的授时方法,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,

3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述频域的秒脉冲正弦波信号包括具有最低频率的正弦波和具有其他频率的正弦波;基于所述频域的秒脉冲正弦波信号,确定不同频率的正弦波信号发生的相移,包括:

4.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,根据具有最低频率的正弦波的原始相移,确定具有最低频率的正弦波的第一时移,方法为:

5.根据权利要求4所述的方法,其特征在于,确定各频率的正弦波第一次补偿后的相移,还包括:

6.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,根据所述相移计算所述秒脉冲正弦波信号的时延,包括:

7.根据权利要求6所述的方法,其特征在于,根据所述第一次补偿后的相移,确定第二时移,包括:

8.根据权利要求7所述的方法,其特征在于,根据所述相移直线的斜率,确定第二时移,方法为:

9.根据权利要求1-8中任意一项所述的方法,其特征在于,根据所述时延和所述采样时刻,确定所述整秒时刻,包括:

10.一种基于正弦波信号的授时装置,其特征在于,包括:

技术总结本申请实施例提供一种基于正弦波信号的授时方法及装置,发送端利用调制的正弦波在整秒时刻发送原始秒脉冲正弦波信号,接收端接收秒脉冲正弦波信号后,可于任意的采样时刻对秒脉冲正弦波信号进行采样,得到采样信号,对采样信号进行快速傅里叶变换,得到频域的秒脉冲正弦波信号,基于频域的秒脉冲正弦波信号,确定不同频率的正弦波信号发生的相移,再根据相移计算秒脉冲正弦波信号的时延,根据秒脉冲正弦波信号的时延和采样时刻,确定整秒时刻,根据整秒时刻进行本地钟的授时。采用正弦波授时的方法,能够提高授时精度,可以和其他数据复用一条线路传输,无需单独配置传输线路,适应性较强。技术研发人员:童广勤,董建辉,耿峻,秦维秉,朱祥峰,李茂华,朱建,宋伟,周鲁,徐玉聪,许圣辉,吴旭,薛兵,朱小毅,李江,周银兴,刘明辉受保护的技术使用者:中国长江三峡集团有限公司技术研发日:技术公布日:2024/1/16

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