一种电力北斗授时抗干扰装置的RTC相位和频率校准方法与流程

本发明涉及卫星定位接收，涉及一种应用于电力系统的北斗定位的rtc校准技术方法，尤其涉及一种电力北斗授时抗干扰装置的rtc相位和频率校准方法。

背景技术：

1、电力装置要能准确的定位和授时，需要授时装置提供精确的实时时间。通过接收北斗卫星信号，电力北斗授时抗干扰装置提供精确的实时时间，实时时钟rtc(real timeclock)，是一种提供精确时间信息的集成电路模块，具有精确性和低功耗的特点。采用精度较高的晶体振荡器作为时钟源，应用到电力北斗授时抗干扰装置中，可以在设备开机时提供相对准确的时间；在卫星导航终端上可以辅助导航信号的快速捕获。

2、但是，由于基于晶体振荡器的rtc本身存在的误差因素，以及误差累积的原因导致精度误差增大的原因，因而需对rtc定期调整时间，以提高rtc的时间准确度和精度。如中国专利文献cn101799526b的一种gps接收机中高精度的rtc电路的校准方法及其模块，采用包括测量历元部分，测量电路部分和rtc核的校准模块以及一外部处理器。外部处理器，根据测量电路获得的数据，计算所需调整的校准参数，并将包括校准使能位的校准参数通过总线送校准参数寄存器，实现对rtc时钟高精度的调整。但是，该技术方案是基于gps接收机，并且需要外置设备进行校准，不能达到实时校准的效果，无法解决通过实时校准来提高准确性和稳定性的问题。

技术实现思路

1、本发明所要解决的技术问题是rtc晶振不准带来频率的漂移以及向rtc写入时间带来相位偏差的技术问题。本发明的目的是通过调频来实现rtc相位和频率实时校准，从而解决准确性和稳定性的问题，以应用于电力北斗授时抗干扰装置的特定场景。

2、本发明采用的技术方案是：一种电力北斗授时抗干扰装置的rtc相位和频率校准方法，包括以下步骤：步骤s1：电力北斗授时抗干扰装置开机接收有效时间信号；步骤s2：测量主时钟自身频率源差；步骤s3：测量rtc相位差以及频率偏差；步骤s4：进行rtc相位和频率校准。

3、由于电力北斗抗干扰装置通过接收北斗卫星的无线电波来实现定位计时，所以，通过接收有效时间信号，测量主时钟自身频率源差，测量rtc相位差及频率偏差，分步骤对rtc进行相位和频率校准，从而调整脉冲信号，实现精确地实时校准。

4、在本方案中，进一步地，步骤s2所述的测量主时钟自身频率源差，具体步骤为：等待时间有效后，微处理器mcu通过参考1pps信号周期拍取内部主时钟计数，通过拍取的各计数值实时得到微处理器mcu参考时钟的频率源差信息。

5、更进一步地，授时有效后，微处理器mcu通过秒脉冲信号周期每次拍主时钟计数值n，mcu系统时钟标称频率f0m，实际频率与源差关系为：

6、f'0m＝f0m×(1+σi_mcu)；

7、实际周期为：

8、

9、根据前后所拍主时钟计数值作差可得到计数值增量：

10、δni＝ni-ni-1；

11、由于秒脉冲周期为准确1秒间隔，所以可得：

12、δni×t'0＝1；

13、即：

14、

15、得到：

16、σi_mcu＝δni×t0-1

17、其中，σi_mcu则为第i秒时段内测得的mcu系统时钟源差值；ni表示第i秒由1pps信号拍取的主时钟计数值。

18、在本方案中，进一步地，s3所述的测量rtc相位差以及频率偏差，具体步骤为：通过秒脉冲和秒时刻同步的rtc中断对微处理器mcu进行计数触发，拍取并获得rtc与秒脉冲的时差信息，计算得到rtc的相位差以及rtc参考时钟的源差值。

19、更进一步地，用秒脉冲中断以及同秒内rtc输出的时间中断触发微处理器mcu计数，得到每秒rtc和系统整秒的相位差，计算rtc参考时钟的源差信息，

20、可得实际时延为：

21、

22、rtc时钟标称频率f0r，实际频率与源差关系为：

23、f'0r＝f0r×(1+σi_rtc)；

24、实际周期为：

25、

26、在非调整周期内rtc输出中断脉冲为对其参考时钟的32768分频，可得：

27、

28、即：

29、

30、其中，σi_rtc则为第i秒时段内测得的rtc时钟源差值；mi表示第i秒由1pps信号拍取的主时钟计数值。

31、在本方案中，进一步地，s4所述的进行rtc相位和频率校准，具体为：根据计算得出的rtc相位差更改频率进行相位调整，等待相位调整完后再根据计算出的源差信息进行频率校准。

32、更进一步地，s4所述的进行rtc相位和频率校准，具体步骤为：

33、步骤s41：以一分钟为观察周期观测rtc的相位差；

34、步骤s42：监测相位差是否到达门限范围内；

35、步骤s43：当相位差到达门限范围内时，根据得到的rtc源差σi_rtc进行频率调整；

36、步骤s44：在频率校准之后以一分钟为观察周期实时观测rtc的相位差信息；

37、步骤s45：判断相位差是否超出门限，若超出门限，则再次进入步骤s3进行相位以及频率校准。

38、相对现有技术，本发明的有益效果在于：通过调频来实现rtc相位和频率实时校准，解决rtc晶振不准带来频率的漂移以及向rtc写入时间带来相位偏差的技术问题，以通过接收有效时间信号，测量主时钟自身频率源差，测量rtc相位差及频率偏差，分步骤对rtc进行相位和频率校准，从而调整脉冲信号，实现精确地实时校准，解决rtc实时校准的准确性和稳定性的问题，有利用于应用在电力北斗授时抗干扰装置的特定场景。

技术特征：

1.一种电力北斗授时抗干扰装置的rtc相位和频率校准方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种电力北斗授时抗干扰装置的rtc相位和频率校准方法，其特征在于，s2所述的测量主时钟自身频率源差，具体步骤为：

3.根据权利要求2所述的一种电力北斗授时抗干扰装置的rtc相位和频率校准方法，其特征在于，

4.根据权利要求2所述的一种电力北斗授时抗干扰装置的rtc相位和频率校准方法，其特征在于，s3所述的测量rtc相位差以及频率偏差，具体步骤为：

5.根据权利要求4所述的一种电力北斗授时抗干扰装置的rtc相位和频率校准方法，其特征在于，

6.根据权利要求4所述的一种电力北斗授时抗干扰装置的rtc相位和频率校准方法，其特征在于，s4所述的进行rtc相位和频率校准，具体为：

7.根据权利要求6所述的一种电力北斗授时抗干扰装置的rtc相位和频率校准方法，其特征在于，s4所述的进行rtc相位和频率校准，具体步骤为：

技术总结
本发明公开一种电力北斗授时抗干扰装置的RTC相位和频率校准方法，包括以下步骤：电力装置开机接收有效时间信号；测量主时钟自身频率源差；测量RTC相位差以及频率偏差；进行相位和频率校准；并以一分钟为观察周期观测相位差；监测相位差是否到达门限范围内；当相位差到达门限范围内时，根据源差进行频率调整；在频率校准之后以一分钟为观察周期实时观测相位差信息；判断相位差是否超出门限，若超出门限，则再次返回进行相位以及频率校准。本发明通过调频来实现相位和频率实时校准，实现精确地实时校准，从而解决了RTC晶振不准带来频率的漂移以及向RTC写入时间带来相位偏差的技术问题，达到了实时校准的准确性和稳定性，实现较好RTC时间维护精度。

技术研发人员：宋艳,柯公武,章寒冰,卢武,应斌杰,杨成钢,叶吉超,黄慧,徐文
受保护的技术使用者：国网浙江省电力有限公司双创中心
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14