时间同步测试方法、测试精度确定方法及装置的制造方法_3

文档序号:9825734阅读:来源:国知局
内的取样数据确定的,这样,能有效地降低下次估计测 试精度所需的取样相位偏差的数量,进一步降低了测试时间,可快速为测试人员提供仪表 精度信息。
[0109] 实施例三
[0110] 本实施例为实际应用时,时间同步测试装置组成如图3所示,包括:数据处理单 元、选择单元、测试单元、显示单元、比较单元、中央处理单元、倍频单元以及计数单元。
[0111] 下面结合图3,详细描述时间同步测试装置的处理过程。
[0112] 测试时,卫星授时模块首先进行启动搜星,并在完成自身3D定位后进入精密授时 模式(约lmin),数据处理单元对卫星授时模块输出的信号进行滤波处理,输出1PPS信号 和T0D信号;此时,该信号分为两路输出,一路信号通过选择单元进入测试单元,另一路信 号进入比较模块;这两路输出的信号完全相同,及均包含1PPS信号和T0D信号;
[0113] 选择单元用于选择测试系统测试使用的基准信号;具体地,在本地时钟未锁定之 前,授时卫星模块输出的1PPS信号和T0D信号首先被选择,作为测试使用的基准信号,即选 择单元将卫星授时信号作为基准信号,并输出至测试单元,测试单元将卫星授时信号与被 测信号进行比较,确定当前所述被测信号的时间精度,并在显示单元(相当于实施例二中 的输出单元)给出当前所述被测信号的时间精度;这样的话,设备无需等待本地时钟的锁 定和中央处理单元的计算即可开始进行测试,大大缩短了测试的启动时间并可快速为测试 人员提供被测信号与卫星授时信号的时间精度信息;
[0114] 当本地时钟(比如晶振、铷钟等)完成预热待达到自身频率稳定,且锁定到卫星授 时模块时,选择单元自动转换到使用本地时钟锁定和中央处理单元优化处理后的信号作为 基准信号;实际应用时,可以选择单元在当本地时钟完成预热待达到自身频率稳定,且锁定 到卫星授时模块所对应的切换条件(比如测试仪表开机时间达到预设值等)下自动从接收 处理单元输出的卫星授时信号切换为接收中央处理单元所输出的信号;相应地,测试单元 将中央处理单元处理后的信号与被测信号进行比较,确定当前所述被测信号的时间精度, 并在显示单元(相当于实施例二中的输出单元)给出当前所述被测信号的时间精度;这样, 可以提高测试精度,且在丢失卫星授时信号时,能提供稳定性及守时性能。
[0115] 其中,将所述卫星授时信号与被测信号进行比较,以确定当前所述被测信号的时 间精度时,比较单元实时将本地时钟信号与所述卫星授时信号进行相位比较,得到相位偏 差序列;中央处理处理单元(相当于实施例二中的测试精度确定单元)根据所述相位偏差 序列,确定当前系统的测试精度。
[0116] 这里,正常工作条件下,卫星授时模块时钟的误差服从正态分布;而本地时钟由于 频率输出元器件本身的作用以及环境因素会造成频率的漂移,这种由频率源内部器件的老 化效应造成的平均频率的单方向变化,具有系统误差的特性。因此,中央处理单元可以估计 出二者的误差,从而给出基准信号波形波动峰的峰值(即下面公式(3)中的峰值),同时根 据误差估计修正或校准本地时钟产生的基准信号的准确度。
[0117] 中央处理单元采用统计方法,利用所述相位偏差序列确定所述本地时钟的频率漂 移率;并利用所述相位偏差序列及所述频率漂移率,确定所述卫星授时信号与标准时间之 间误差的均方差及误差峰的峰值。
[0118] 这里,利用公式来表达确定所述频率漂移率以及确定所述卫星授时信号与标准时 间之间误差的均方差及误差峰的峰值,则有 :
[0119] 假设k为本地时钟的频率漂移率;Pi为h时刻所测量的频率的相对相位A为测 量相对相位的时刻,即取样时序;则有:
[0121] 则本地时钟的频率漂移率由公式(1)估计得出:
[0123] 估计出本地时钟的频率漂移率后,采用公式(2)估计所述卫星授时信号与标准时 间之间误差的均方差:
[0125] 其中,X为第个取样对应的计数时间;
[0126] 相应地,采用公式(3)估计所述卫星授时信号与标准时间之间误差峰的峰值:
[0127] Vpp = max (Pi-kx-b)-min (Pi-kx-b) (3)
[0128] i = 1, 2, . . . , n
[0129] 其中,max ()表示取样序列中的最大值,min ()表示取样序列中的最小值。
[0130] 中央处理单元将估算出的所述卫星授时信号与标准时间之间误差的均方差$及 误差峰的峰值V pp送入显示单元(相当于实施例二中的输出单元)进行显示,以供测试人员 参考。随着取样相位偏差随时间的增加,均方差&及误差峰的峰值V pp可实时更新,如果测 试精度估计值(即|及Vpp)无法满足当前测试要求,测试人员可以选择等待一段时间,等测 试精度估计值满足当前测试要求后,再开始进行测试。
[0131] 同时,本次测试计算得到的本地时钟的频率漂移率k可以在中央处理单元存储, 这样,下次测试时,可直接调取存储的所述频率漂移率k,直接来计算及Vpp,而频率漂移 率是基于一定时间内的取样数据确定的,这样,降低了下次估计测试精度所需的取样相位 偏差的数量,进一步缩短了测试时间。
[0132] 其中,倍频单元,主要用于确定本地时钟和比较单元需要的频率是否不同;技术单 元,主要用于基于本地时钟的频率信息,计数得到时间信息,在丢失卫星源时可以用于仪表 继续获取时间授时。
[0133] 实施例四
[0134] 本实施例时间同步测试精度确定的方法,如图4所示,包括以下步骤:
[0135] 步骤401 :实时将本地时钟信号与所述卫星授时信号进行相位比较,得到相位偏 差序列;
[0136] 步骤402 :根据所述相位偏差序列,确定当前系统的测试精度。
[0137] 具体地,采用统计方法,利用所述相位偏差序列确定所述本地时钟的频率漂移 率;
[0138] 利用所述相位偏差序列及所述频率漂移率,确定所述卫星授时信号与标准时间之 间误差的均方差及误差峰的峰值。
[0139] 这里,还可以保存所述频率漂移率,下次测试时,可直接调取存储的所述频率漂移 率,直接来确定当前系统的测试精度,这样,降低了下次估计测试精度所需的取样相位偏差 的数量。
[0140] 确定当前系统的测试精度后,该方法还可以包括:输出确定的测试精度;这样,显 示的测试精度供测试人员参考;测试人员根据显示的测试精度确定测试精度无法满足当前 测试要求时,可以选择等待一段时间,等测试精度满足当前测试要求后,再开始进行测试。
[0141] 本发明实施例提供的时间同步测试精度确定方法,实时将本地时钟信号与所述卫 星授时信号进行相位比较,得到相位偏差序列;根据所述相位偏差序列,确定当前系统的测 试精度,这样,当测试人员根据显示的测试精度确定测试精度无法满足当前测试要求时,可 以选择等待一段时间,等测试精度满足当前测试要求后,再开始进行测试。
[0142] 另外,利用所述相位偏差序列,确定所述本地时钟的频率漂移率后,保存所述频率 漂移率,下次测试时,可直接调取存储的所述频率漂移率,直接来确定当前系统的测试精 度,而频率漂移率是基于一定时间内的取样数据确定的,这样,能有效地降低下次估计测试 精度所需的取样相位偏差的数量,进一步降低了测试时间,可快速为测试人员提供仪表精 度信息。
[0143] 实施例五
[0144] 为实现实施例四的方法,本实施例提供一种时间同步测试精度确定装置,如图5 所示,该装置包括:比较单元51及测试精度确定单元52 ;其中,
[0145] 所述比较单元51,用于实时将本地时钟信号与所述卫星授时信号进行相位比较, 得到相位偏差序列;
[0146] 所述测试精度确定单元52,用于根据所述相位偏差序列,确定当前系统的测试精 度。
[0147] 这里,所述测试精度确定单元还可以包括:第一确定模块及第二确定模块;其中,
[0148] 所述第一确定模块,用于采用统计方法,利用所述相位偏差序列确定所述本地时 钟的频率漂移率;
[0149] 所述第二确定模块,用于利用所述相位偏差序列及所述频率漂移率,确定所述卫 星授时信号与标准时间之间误差的均方差及误差峰的峰值。
[0150] 其中,该装置还可以包括:存储单元,用于存储所述频率漂移率,下次测试时,可直 接调取存储的所述频率漂移率,直接来确定当前系统的测试精度,这样,降低了下次估计测 试精度所需的取样相位偏差的数量。
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