面向高精度时频传递设备的时间维持方法和系统

本申请涉及时频传递与维持，特别是涉及一种面向高精度时频传递设备的时间维持方法和系统。

背景技术：

1、随着我国卫星通信、无人机协同、全球卫星导航定位、基础科学研究等领域的飞速发展，时频传递系统的功能与使用环境复杂度不断提升，导致时频传递设备的可靠性受到影响，时频传递设备可靠性是最重要性能指标，因此亟需一种能应对复杂环境中时频传递设备自适应维持时间的方法，以提升面向高精度时频传递设备的可靠性。

2、时间维持包括秒脉冲信号和时间信号的维持与恢复，时间维持受到干扰或故障的情况十分常见，目前，时间维持方法多适用于上注下传等长时间调整次数较少的情况，或长时间需要时频设备自维持的情况。这就造成时频传递实时性不高且误差较大，故需一种实时调整参考信号频率和相位的时间维持方法，提升高精度时频传递设备可靠性与鲁棒性。

技术实现思路

1、基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种面向高精度时频传递设备的时间维持方法和系统。

2、一种面向高精度时频传递设备的时间维持方法，所述方法包括：

3、接收高精度时频传递设备的外部输入，并采用内部晶振提供全局时钟；其中，外部输入包括外部时间信号，外部1pps信号和外部输入频率信号；

4、通过内部晶振依次对外部输入进行外部输入频率信号异常检测、外部1pps信号输入异常检测和外部时间信号异常检测，并根据异常检测结果自适应调整高精度时频传递设备的参考输出进行内部时间自维持；其中，参考输出包括参考频率信号、参考1pps信号和参考时间信号；

5、并在进行高精度时频传递设备的内部时间自维持过程中，对外部输入频率信号和外部1pps信号进行同源检测，并根据同源检测结果实时计算高精度时频传递设备的时差测量值。

6、在其中一个实施例中，外部输入频率信号异常检测的过程包括：

7、通过内部晶振对外部输入频率信号进行计数检测，若外部输入频率信号的计数值为外部输入频率信号与计数时间的乘积，将外部输入频率信号作为参考频率信号；否则，将内部晶振产生的频率信号作为参考频率信号。

8、在其中一个实施例中，外部1pps信号输入异常检测的过程包括：

9、通过内部晶振对外部1pps信号进行上升沿计数检测，若设定时间内外部1pps信号的上升沿出现次数达到设定值，将外部1pps信号作为参考1pps信号；否则，将根据参考频率计数产生的信号作为参考1pps信号。

10、在其中一个实施例中，通过内部晶振对外部1pps信号进行上升沿计数检测，包括：

11、在外部1pps信号出现上升沿时，内部晶振开始计数，并在下一个外部1pps信号出现上升沿时停止计数。

12、在其中一个实施例中，外部时间信号异常检测的过程包括：

13、在外部1pps信号的上升沿时刻，对外部时间信号进行检测，若外部时间信号较前一个外部1pps信号的上升沿时刻存在变化，将外部时间信号作为参考时间信号；否则，将上一时刻的外部时间信号加上外部1pps信号产生的1s信号作为参考时间信号。

14、在其中一个实施例中，对外部输入频率信号和外部1pps信号进行同源检测，并根据同源检测结果实时计算高精度时频传递设备的时差测量值，包括：

15、通过外部输入频率信号对外部1pps信号进行计数，若在外部1pps信号的两个上升沿时刻之间，外部1pps信号的计数值等于外部输入频率信号的值，且连续进行多次相同操作，外部1pps信号的计数值都等于外部输入频率信号的值，则认为外部1pps信号与外部输入频率信号同源，并实时将外部1pps信号作为输出；否则，认为外部1pps信号与外部输入频率信号非同源，将一个周期的外部1pps信号作为输出，并计算高精度时频传递设备的时差测量值，表示为

16、；

17、其中，为时差测量值，为外部输入频率信号的值，为外部1pps信号的计数值。

18、一种面向高精度时频传递设备的时间维持系统，所述系统包括：

19、输入接口，用于接收高精度时频传递设备的外部输入；其中，外部输入包括外部时间信号，外部1pps信号和外部输入频率信号；

20、全局时钟模块，用于采用内部晶振提供全局时钟；

21、异常检测模块，用于通过内部晶振依次对外部输入进行外部输入频率信号异常检测、外部1pps信号输入异常检测和外部时间信号异常检测，并根据异常检测结果自适应调整高精度时频传递设备的参考输出进行内部时间自维持；其中，参考输出包括参考频率信号、参考1pps信号和参考时间信号；

22、时频维持模块，用于在进行高精度时频传递设备的内部时间自维持过程中，对外部输入频率信号和外部1pps信号进行同源检测，并根据同源检测结果实时计算高精度时频传递设备的时差测量值；

23、输出接口，用于输出参考频率信号、参考1pps信号、参考时间信号和时差测量值。

24、在其中一个实施例中，全局时钟模块还用于在外部输入频率信号出现异常时，将内部晶振产生的频率信号作为参考频率信号，以提供频率异常保障和链路支持。

25、本申请提供了一种面向高精度时频传递设备的时间维持方法和系统，在高精度时频传递设备的整个时间维持过程中，自适应地进行外部输入异常检测和参考输出选择，特别是针对时频传递设备功能复杂和使用环境恶劣情况，能自适应调整参考输出，提升高精度时频传递设备时间维持的实时性和高可靠性。

26、与现有技术相比，本申请的优点在于：

27、（1）本申请针对时频信号异常检测与自适应时间维持，相较于传统方法适用于卫星导航上注下传等长时间调整次数较少的情况，或长时间需要时频设备自维持的情况，提高了时频传递设备的实时性和可靠性；

28、（2）本申请可以检测外部输入频率信号与外部1pps信号是否同源，并提供时差测量指示，为外部1pps信号同步提供依据，提高时频传递设备的精度；

29、（3）本申请在外部输入频率信号出现异常时，将内部晶振可产生的频率信号作为参考频率信号，以提供频率异常保障和链路支持。

技术特征：

1.一种面向高精度时频传递设备的时间维持方法，其特征在于，所述方法包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述外部1pps信号输入异常检测的过程包括：

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，通过内部晶振对所述外部1pps信号进行上升沿计数检测，包括：

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述外部时间信号异常检测的过程包括：

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，对所述外部输入频率信号和外部1pps信号进行同源检测，并根据同源检测结果实时计算高精度时频传递设备的时差测量值，包括：

6.一种面向高精度时频传递设备的时间维持系统，其特征在于，所述系统包括：

7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述全局时钟模块还用于在外部输入频率信号出现异常时，将所述内部晶振产生的频率信号作为参考频率信号，以提供频率异常保障和链路支持。

技术总结本申请涉及一种面向高精度时频传递设备的时间维持方法和系统。所述方法包括：接收高精度时频传递设备的外部输入并采用内部晶振提供全局时钟；通过内部晶振依次对外部输入进行外部输入频率信号异常检测、外部1PPS信号输入异常检测和外部时间信号异常检测，并根据异常检测结果自适应调整高精度时频传递设备的参考输出进行内部时间自维持；并在时间自维持过程中，对外部输入频率信号和外部1PPS信号进行同源检测，根据同源检测结果实时计算高精度时频传递设备的时差测量值。采用本方法能够在高精度时频传递设备的整个时间维持过程中，自适应进行外部输入异常检测和参考输出调整，提升了高精度时频传递设备的实时性和可靠性。技术研发人员：孟志军,杨俊,郭熙业,刘铭凯,闫恩齐,刘苏洋,刘凯,胡梅,李献斌受保护的技术使用者：中国人民解放军国防科技大学技术研发日：技术公布日：2024/7/15