一种通用型时间同步系统及实现方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种时间同步系统，特别涉及一种通用型时间同步系统及实现方法。
【背景技术】
[0002]现有的时间同步系统接收信号源的种类以及输出接口形式均存在局限性，在各种工作模式下的守时精度、工作稳定度不可靠，守时精度差、信号解算能力以及输出接口通用性不强等问题不能满足各个领域使用功能的需求。
【发明内容】
[0003]为克服现有技术的不足，本发明提供一种通用型时间同步系统及实现方法，具体技术方案是，一种通用型时间同步系统，包括三部分，分别为接收部分、时钟部分、输出部分，其特征在于:接收部分包括GPS/BD接收机单元、2Mbit接收单元、光纤IRIG-B (DC)接收单元；时钟部分包括主控单元、网络单元、显示单元、电源单元；输出部分包括PPS(TTL)输出单元、PPS (空接点)输出单元、NTP输出单元、PTP输出单元、光纤IRIG-B (DC)输出单元、RS232输出单元、RS422输出单元、报警输出单元；GPS/BD接收机单元、2Mbit接收单元、光纤IRIG-B (DC)接收单元、网络单元、显示单元、电源单元、PPS (TTL)输出单元、PPS (空接点)输出单元、NTP输出单元、PTP输出单元、光纤IRIG-B (DC)输出单元、RS232输出单元、RS422输出单元、报警输出单元均连接到时钟部分主控单元；所述的时钟部分电路连接为:时钟部分的主控单元将接收部分接收的GPS/BD、B码、2M信号在ARM、FPGA、守时模块中进行数据合理性判断、守时、数据协议转换处理，一部分数据进入网络单元的ARM、FPGA、网络变压模块进行网络协议转换后进入输出部分，另一部分数据经过拓展模块、光纤转换模块、隔尚模块处理进入输出部分。
[0004]实现方法的步骤包括，a、主控单元接收4种信号源，分别为GPS、BD、IRIG_B(DC)、2Mbit，每一个信号源接收单元都会将信号解算成T0D格式和相应的时间码头；
b、主控单元根据显示单元上传的信号源切换指令结合信号源的质量优先级选用一种信号源；
c、ARM将T0D数据转换成时间报文信息和控制信息，一部分经过扩展模块、电平转换、光耦隔离等处理输出，另一部分给FPGA，FPGA接收时间信息以及相应的时间码头生成直流B码，同时FPGA会生成与时间码头对准的PPS，直流B码在输出单元经过隔离、光电转换处理以光纤的模式进行输出；
d、守时模块接收对PPS进行守时处理，再经输出单元进行电平转换、光耦隔离等处理，以TTL电平、空接点的形式输出；
e、网络处理单元通过Flash装载系统，该系统包含NTP和PTP协议软件，接收到主控ARM输出的UTC、守时模块的PPS信号后，经过网络协议包装、隔离处理，经过RJ45输出。
[0005]本发明的技术效果是，高精度、全功能授时设备，可接收解算北斗、GPS、光纤B码、2M信号4种授时源信号，替代了原有只依靠无限卫星信号授时、定位方式，避免了严重依赖无限定位系统的弊端。
【附图说明】
[0006]图1为本发明系统连接框图。
[0007]图2为本发明时钟部分电路原理框图。
[0008]图3为本发明系统工作程序流程图。
【具体实施方式】
[0009]如图1、2所示，一种通用型时间同步系统，包括三部分，分别为接收部分、时钟部分、输出部分，接收部分包括GPS/BD接收机单元、2Mbit接收单元、光纤IRIG-B (DC)接收单元；时钟部分包括主控单元、网络单元、显示单元、电源单元；输出部分包括PPS (TTL)输出单元、PPS (空接点)输出单元、NTP输出单元、PTP输出单元、光纤IRIG-B (DC)输出单元、RS232输出单元、RS422输出单元、报警输出单元；输出部分，接收部分的GPS/BD接收机单元、2Mbit接收单元、光纤IRIG-B (DC)接收单元、时钟部分的网络单元、显示单元、电源单元、输出部分的PPS (TTL)输出单元、PPS (空接点)输出单元、NTP输出单元、PTP输出单元、光纤IRIG-B (DC)输出单元、RS232输出单元、RS422输出单元、报警输出单元均连接到时钟部分主控单元；所述的时钟部分电路连接为:时钟部分的主控单元将接收部分接收的GPS/BD、B码、2M信号在ARM、FPGA、守时模块中进行数据合理性判断、守时、数据协议转换等处理，一部分数据进入网络单元的ARM、FPGA、网络变压模块进行网络协议转换后进入输出部分，另一部分数据经过拓展模块、光纤转换模块、隔离模块等处理进入输出部分。
[0010]如图2、图3所示，本系统实现时间同步的方法是，1、主控接收4种信号源，分别为GPS、BD、IRIG-B (DC)、2Mbit，每一个信号源接收单元都会将信号解算成TOD格式和相应的时间码头；
2、主控根据显示单元模式选择以及信号源的质量共同决定选用一种信号源，然后ARM将TOD数据转换成时间报文信息和控制信息，一部分经过扩展模块、电平转换、光耦隔离等处理输出，另一部分给FPGA ;
3、FPGA接收时间信息以及相应的时间码头生成直流B码，同时FPGA会生成与时间码头对准的PPS ；
4、直流B码在输出单元经过隔离、光电转换等处理以光纤的模式进行输出；
5、守时模块接收对PPS进行守时处理，再经输出单元进行电平转换、光耦隔离等处理；
6、网络处理单元通过Flash装载系统，该系统包含NTP和PTP协议软件，接收到主控ARM输出的UTC、守时模块的PPS信号后，经过网络协议包装、隔离处理，经过RJ45输出；
7、显示单元与主控进行数据通信，一方面通过显示屏和指示灯来说明工作状态，另一方面通过按键接收外界的指令来控制工作状态。
[0011]特点是通过运算、处理输出PPS-TTL电平、PPS-空接点、网口(NTP、PTP协议)、光纤IRIG-B (0(:码)、1?232、1?422、报警、显示等信息。
[0012]通用型时间同步系统提供手动按键或网络切换方式进行4种工作模式的切换，包括GPS、北斗、IRIG-B、2M;前面板显示单元的屏幕和指示灯可以及时显示此时的有效工作模式、供电、运行、秒脉冲、告警、外部源输入、收星数等状态；也可以通过网络监视时统的工作状态以及输出定位信息。新型时间同步系统后面板均为航空接插件输入输出接口:输入接口主要分为一路北斗、GPS高频输入、两路光纤IRIG-B输入、一路2M输入；输出接口主要分为四路空节点PPS输出、八路TTL电平PPS输出、四路电口 NTP输出、四路光口 NTP输出、一路电口 PTP输出、一路光口 PTP输出、两路光纤IRIG-B(DC码)输出两路RS232输出、一路RS422输出、一路报警输出。TTL电平PPS授时精度为lus，空节点PPS授时精度为3us ;网络NTP授时精度为局域网10ms、广域网500ms，并且提供不少于8个不同的IP地址可同时接收网络数据，包括日期时间、位置、高度、输入源、收星数、故障信息、定位状态等信息，提供Windows XPE新型时间同步系统的自动时间同步功能；PTP授时精度为200ns ;光纤IRIG-B(DC码)授时精度为lus ;RS232、RS422、报警可输出用户要求的协议数据。在4种授时源均无法工作的情况下，可以达到lus/h的守时精度，在守时状态下各种输出接口的信号均可正常输出。
[0013]时间同步系统采用2ul9英寸标准尺寸机箱，为密闭机箱，在研制、生产过程中均进行了环境应力筛选试验、高低温试验、交变湿热试验、冲击、振动、常温复核、电磁兼容试验、盐雾试验、霉菌试验，试验前后各项指标测试结果均符合精度要求，并且该精度指标在国内外均具有领先水平。新型时间同步系统替代了原有只依靠无限卫星信号授时、定位方式，避免了严重依赖无限定位系统的弊端。
【主权项】
1.一种通用型时间同步系统，包括三部分，分别为接收部分、时钟部分、输出部分，其特征在于:一种通用型时间同步系统，包括三部分，分别为接收部分、时钟部分、输出部分，其特征在于:接收部分包括GPS/BD接收机单元、2Mbit接收单元、光纤IRIG-B接收单元；时钟部分包括主控单元、网络单元、显示单元、电源单元；输出部分包括TTL电平的PPS输出单元、空接点的PPS输出单元、NTP输出单元、PTP输出单元、光纤IRIG-B输出单元、RS232输出单元、RS422输出单元、报警输出单元；GPS/BD接收机单元、2Mbit接收单元、光纤IRIG-B接收单元、网络单元、显示单元、电源单元、TTL电平的PPS输出单元、空接点的PPS输出单元、NTP输出单元、PTP输出单元、光纤IRIG-B输出单元、RS232输出单元、RS422输出单元、报警输出单元均连接到时钟部分主控单元；所述的时钟部分电路连接为:时钟部分的主控单元将接收部分接收的GPS/BD、B码、2M信号在ARM、FPGA、守时模块中进行数据合理性判断、守时、数据协议转换处理，一部分数据进入网络单元的ARM、FPGA、网络变压模块进行网络协议转换后进入输出部分，另一部分数据经过拓展模块、光纤转换模块、隔离模块处理进入输出部分。2.—种通用型时间同步系统实现方法，其特征在于:实现方法的步骤包括， a、主控单元接收4种信号源，分别为GPS、BD、IRIG-B、2Mbit，每一个信号源接收单元都会将信号解算成TOD格式和相应的时间码头； b、主控单元根据显示单元上传的信号源切换指令结合信号源的质量优先级选用一种信号源； c、ARM将TOD数据转换成时间报文信息和控制信息，一部分经过扩展模块、电平转换、光耦隔离等处理输出，另一部分给FPGA，FPGA接收时间信息以及相应的时间码头生成直流B码，同时FPGA会生成与时间码头对准的PPS，直流B码在输出单元经过隔离、光电转换等处理以光纤的模式进行输出； d、守时模块接收对PPS进行守时处理，再经输出单元进行电平转换、光耦隔离处理，以TTL电平、空接点的形式输出； e、网络处理单元通过Flash装载系统，该系统包含NTP和PTP协议软件，接收到主控ARM输出的UTC、守时模块的PPS信号后，经过网络协议包装、隔离处理，经过RJ45输出。
【专利摘要】本发明涉及一种通用型时间同步系统及实现方法，包括接收部分、时钟部分、输出部分，接收部分的GPS/BD接收机单元、2Mbit接收单元、光纤IRIG-B（DC）接收单元、时钟部分的网络单元、显示单元、电源单元、输出部分的PPS（TTL）输出单元、PPS（空接点）输出单元、NTP输出单元、PTP输出单元、光纤IRIG-B（DC）输出单元、RS232输出单元、RS422输出单元、报警输出单元均连接到时钟部分主控单元，主控单元将接收部分接收的GPS/BD、B码、2M信号在ARM、FPGA、守时模块中进行数据合理性判断、守时、数据协议转换等处理，技术效果是，高精度、全功能授时设备，可接收解算北斗、GPS、光纤B码、2M信号4种授时源信号，替代了原有只依靠无限卫星信号授时、定位方式，避免了严重依赖无限定位系统的弊端。
【IPC分类】G04R20/04, G04R20/06
【公开号】CN105353603
【申请号】CN201510874743
【发明人】王传宝, 安红霞, 史占强
【申请人】天津七六四通信导航技术有限公司
【公开日】2016年2月24日
【申请日】2015年12月2日