一种接收北斗卫星时间的挂钟及挂钟时间校对方法
【专利摘要】本发明涉及一种接收北斗卫星时间的挂钟及挂钟时间校对方法，主要解决了现有室内挂钟无法接收北斗卫星信号进行时间校对的问题。该接收北斗卫星时间进行挂钟时间校对的方法包括以下步骤：1]收北斗卫星信号，2]对步骤1得到的标准时间信息进行处理并发送至室内挂钟；3]室内挂钟接收带并提取时间信息；4]对本地时间进行校准。该接收北斗卫星时间的挂钟包括北斗接收单元和北斗挂钟，北斗接收单元将接收到的时间信号转换后传送至北斗挂钟，北斗挂钟对接收到的信号进行解码后完成时间校对。本发明通过将北斗时间与室内挂钟进行结合，有效地提高了室内挂钟时间的可靠性和精确性，结构及原理简单，成本低，适合大规模推广应用。
【专利说明】一种接收北斗卫星时间的挂钟及挂钟时间校对方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种挂钟的时间校对方法及应用该方法的挂钟，具体涉及一种通过接收北斗卫星时间来进行时间校对的方法和应用该方法的挂钟。
【背景技术】
[0002]石英挂钟相对于传统的机械式挂钟是一种低成本的时间设备，由于走时精准、耗电量小且经久耐用，被广泛应用于日常生产生活中。普通石英挂钟使用普通的晶体振荡器作为计时的基准信号。由于普通晶体振当器本身的振荡频率存在固有偏差，且频率的稳定性受电路老化和环境温度等因素的影响，振荡器的频率也会因时间推移以及温度变化发生微小的变化。因此由晶振产生的基准计时信号必然存在误差，这种误差最终会导致时间误差不断累积，故其计时精度很有限。而这类普通挂钟又无法完成自动校准，给人们的使用带来不便。
[0003]2012年12月27日北斗卫星导航系统正式启动亚太区域运营服务，标志着我国自主研发、独立运行的全球卫星导航系统亚太区域组网全面完成。北斗卫星导航系统以时间的方式表达卫星和用户的运动轨迹，是描述宇宙事件的空间和时间基准。时间系统是北斗卫星导航体制的主要元素。在北斗卫星导航系统中，时间系统维持卫星之间、卫星与地面控制系统之间、以及卫星与用户之间的时间同步。
[0004]北斗卫星导航的时间系统由具有高精度、高稳定度的原子钟组成。由地面控制系统的氢原子或铯原子钟向主运行钟提供时间与频率微调参数，使主运行钟保持极高的长期稳定性。主运行钟与各地面站和卫星原子钟进行时间比对，确保所有时钟保持高度同步。
[0005]北斗授时型接收机通过接收卫星发送的卫星信号，并对卫星信号进行处理得到一个与卫星钟同步的授时时标。理想的授时时标是一个与卫星钟完全相同的时标。但是，因为卫星信号要穿过复杂的、时刻变化着的电离层和对流层到达接收机，同时到达的信号还有地面的反射信号，接收机电路本身还有热噪声和随温度、工作电压变化的电路延迟，以及处理系统的处理算法等多种因素制约，很难得到一个理想的时标信号。表I给出卫星授时的主要误差源。
[0006]表I卫星授时主要误差源
[0007]
【权利要求】
1.一种接收北斗卫星时间进行挂钟时间校对的方法，其特征在于:包括以下步骤: 1]收北斗卫星信号，并从接收到的卫星信号中解算出标准时间信息消息，同时得到IPPS信号的输出，并对该IPPS的输出进入步骤2处理； 2]对步骤I得到的标准时间信息进行封装，得到在IPPS信号的上升沿发送标准时间信息帧，帧头标示了当前IPPS触发上升沿时间；然后将带有标准时间信息帧及IPPS定时信息的数据发送至步骤3处理； 3]室内挂钟接收带有标准时间信息帧及IPPS定时信息的数据，然后对接收到的数据进行解封装，进而得到标准时间信息，同时提取出IPPS定时信息； 4]对标准时间信息及IPPS定时信息对本地时间进行校准。
2.根据权利要求1所述的接收北斗卫星时间进行挂钟时间校对方法，其特征在于:所述步骤I至4中，所有的数据及信息发送均采用无线传输。
3.根据权利要求1所述的接收北斗卫星时间进行挂钟时间校对方法，其特征在于:所述标准时间信息帧使用完整的8bit —个字节的数据进行传输，采用校验和保护，使用消息类型和消息ID两级的方式对消息进行分类；bitO代表字节中的最低有效位，每个字节发送时,bitO最先发送；对于超过一个字节的消息长度域和尽负荷域,需遵循Big Endian规范。
4.根据权利要求1所述的接收北斗卫星时间进行挂钟时间校对方法，其特征在于:所述标准时间信息帧使用完整的8bit —个字节的数据，其具体包括:2个字节的帧头，2个字节的消息头，2个字节的消息长度域，16个字节的净负荷域，以及I个字节的帧校验序列域。
5.一种接收北斗卫星时间的挂钟，其特征在于:包括北斗接收单元和北斗挂钟，北斗接收单元将接收到的时间信号转换后传送至北斗挂钟，北斗挂钟对接收到的信号进行解码后完成时间校对。
6.根据权利要求5所述的接收北斗卫星时间的挂钟，其特征在于:所述北斗接收单元包括依次连接的用于接收北斗卫星时间信号的北斗接收机、将时间信号进行封装转换为标准时间信息帧的封装模块和用于将标准时间信息域和标准时间信息发送至北斗挂钟的无线发射模块。
7.根据权利要求6所述的接收北斗卫星时间的挂钟，其特征在于:所述北斗挂钟包括依次连接的用于接收北斗接收单元发送的信号的无线接收模块、将接收到的标准时间信息帧解封装为标准时间信息的解封装模块和具有时间校对功能的时钟。
【文档编号】G01S19/27GK103529690SQ201310538852
【公开日】2014年1月22日 申请日期:2013年11月1日 优先权日:2013年11月1日
【发明者】黄海生 申请人:西安邮电大学