一种北斗gps双模电力时间同步装置的制造方法
【技术领域】
[0001 ]本发明涉及一种电力的时间同步装置，特别涉及一种北斗GPS双模电力时间同步
目.ο
【背景技术】
[0002]随着自动化控制技术的不断发展，电力系统自动化控制技术的应用也越来越广泛，由于电力系统对装置动作一致性要求甚高，设备时间不同步不准确则可能引发巨大的安全隐患，因此，电力系统时间同步十分重要。
[0003]高精度、稳定可靠的时钟源对国家电网正常工作十分重要的，普遍采用卫星授时的方法为电力系统提供时间源，目前主要采用GPS作为电网内各电厂、变电站设备同步时钟源，然而GPS信号精度受美国军方控制，不能保证时刻提供准确可靠、性能稳定的卫星授时信号。随着我国北斗卫星导航系统布网的我国自主知识产权的北斗卫星导航系统已经完全具备了为我国的各行业提供精确授时的能力，在GPS授时的基础上引入北斗授时源并能够提供准确可靠、性能稳定的卫星授时信号十分必要。
【发明内容】
[0004]本发明为了克服上述现有技术的不足，提供了一种北斗GPS双模电力时间同步装置，替代了原有电力的GPS卫星时钟，具备准确性高、性能稳定的特点，满足电力系统授时用户需求。
[0005]为实现上述目的，本发明采用了以下技术措施:
[0006]一种北斗GPS双模电力时间同步装置，本装置包括北斗卫星接收模块、GPS卫星接收模块、输入模块、授时模块、显控模块、输出模块、电源模块和公共底板，其中，
[0007]北斗卫星接收模块、GPS卫星接收模块，分别用于接收来自北斗RNSS导航卫星数据、GPS卫星数据并产生相应的时间信息和状态信息传输至授时模块的输入端；
[0008]输入模块，为外部输入的时钟源，所述输入模块的输出端连接授时模块的输入端；
[0009]授时模块，所述授时模块用于接收来自北斗卫星接收模块和/或GPS卫星接收模块的时间和状态信息或是来自输入模块的外部输入的时钟源，产生和维护本地的时间信息，并输出串行数据信息格式和脉冲模式的时间信息以及告警信息至输出模块，所述北斗卫星接收模块和GPS卫星接收模块的卫星时钟源质量良好或外部输入的时钟源有效时，输出驯服时间信息，卫星时钟源质量不满足授时模块需求而且外部输入的时钟源无效时，输出本地守时时间信息；
[0010]输出模块，用于接收来自授时模块的授时信息，输出模块转换并输出授时信息至电力系统；
[0011]显控模块，所述显控模块与授时模块之间双向通信连接，所述显控模块还连接显示及按键组件来实现人机交互功能；
[0012]电源模块，所述电源模块插入公共底板槽格中，所述电源模块的电压输出端分别与插入公共底板槽格的北斗卫星接收模块、GPS卫星接收模块、输入模块、授时模块、输出模块、显控模块的电源端相连；
[0013]公共底板，所述公共底板固定在机箱地面，通过标准插件接口与电源模块、北斗卫星接收模块、GPS卫星接收模块、输入模块、授时模块、输出模块、显控模块相连。
[0014]优选的，所述授时模块可以同时接收来自北斗卫星接收模块和GPS卫星接收模块的卫星时钟源，实现北斗卫星和GPS卫星双系统冗余备份，所述北斗卫星接收模块和GPS卫星接收模块作为主时钟使用;所述授时模块还可以接收外部输入的时钟源，作为扩展时钟应用;所述卫星时钟源和外部输入的时钟源均不可用时，由授时模块内部时钟控制算法提供时间信息。
[0015]优选的，所述外部输入的时钟源为IRIG-B码基准源或网络时钟信号，所述输出模块输出的授时信息包括串行报文、IREG-B码、脉冲信号、以及网络时间信号。
[0016]优选的，所述显控模块的CPU采用ARM9系列处理器，所述北斗卫星接收模块、GPS卫星接收模块、输入模块、授时模块、输出模块均采用ACTELSmartFus 1n2系列的FPGA芯片来设计，所述FPGA芯片内嵌ARM Cortex-M3核。
[0017]进一步的，本装置采用热插拔设计，所述北斗卫星接收模块、GPS卫星接收模块、输入模块、授时模块、显控模块、输出模块、电源模块之间通过总线方式连接。
[0018]进一步的，所述北斗卫星接收模块和/或GPS卫星接收模块的卫星时钟源质量良好或外部输入的时钟源有效时，所述授时模块将启用时钟驯服模块，所述时钟驯服模块包括相位和频率测量单元、滤波处理和频率预测单元、DAC控制单元、本地晶振单元、分频单元、温度测量单元，其中，
[0019]相位和频率测量单元，用于接收来自北斗卫星接收模块和GPS卫星接收模块或输入模块的频率标准源IPPS以及分频频率1PPS，所述相位和频率测量单元的输出端连接滤波处理和频率预测单元的输入端；
[0020]滤波处理和频率预测单元，用于降低频率标准源IPPS的抖动和预测频率标准源IPPS的频率，并将所述频率标准源IPPS的预测值传送至DAC控制单元，滤波处理和频率预测单元的输入端还连接温度测量单元的输出端；
[0021]DAC控制单元，用于接收频率标准源IPPS的预测值，并产生本地频率1PPS，DAC控制单元输出本地频率IPPS至本地晶振单元的输入端；
[0022]本地晶振单元，用于将本地频率IPPS送入分频单元的输入端；
[0023]分频单元，将本地频率IPPS进行分频处理得到分频频率1PPS，分频单元的输出端输出分频频率IPPS至相位和频率测量单元的输入端，直至分频频率IPPS与频率标准源IPPS相同为止，所述分频单元输出分频频率IPPS至输出模块。
[0024]本发明的有益效果在于:
[0025]D、本发明由北斗卫星接收模块、GPS卫星接收模块、输入模块、授时模块、显控模块、输出模块、电源模块以及公共底板组成，通过IRIG-B、IPPS、TOD、SNTP等方式提供授时服务，本发明替代了原有电力的GPS卫星时钟，为用户提供基于北斗兼容GPS的双备份接收机，满足了电力系统授时用户的需求，具备准确性高、性能稳定的特点，满足电力系统授时用户需求。
[0026]2)、所述外部输入的时钟源为IRIG-B码基准源或网络时钟信号，可以在卫星信号意外丢失情况下，由外部输入的时钟源提供时钟信号，本装置可以在北斗卫星信号和GPS卫星信号或外部输入的时钟源之间自动切换；当卫星时钟源质量不满足授时模块需求而且外部输入的时钟源无效时，由授时模块输出本地守时时间信息，使本发明具备更高的准确性和稳定性。
[0027]3)、所述滤波处理和频率预测单元可以削弱频率标准源IPPS由于温度变化等原因所产生的的频繁抖动，滤波处理和频率预测单元经过频率预测操作得到频率标准源IPPS的预测值并传送至DAC控制单元，保证了本装置输出的驯服时间信息更加准确可靠。
【附图说明】
[0028]图1为本发明的原理框图；
[0029]图2为本发明的时钟驯服模块结构组成框图；
[0030]图3为本发明的工作原理图(恒温晶振模块带有驯服功能)；
[0031 ]图4为本发明的工作原理图(恒温晶振模块无有驯服功能)。
[0032]图中的附图标记含义如下:
[0033]10 一输入模块20 一授时模块
[0034]21一相位和频率测量单元22—滤波处理和频率预测单元
[0035]23—DAC控制单元24—本地晶振单元
[0036]25—分频单元30—显控模块
【具体实施方式】
[0037]下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0038]如图1所示，本装置包括北斗卫星接收模块、GPS卫星接收模块、输入模块10、授时模块20、显控模块30、输出模块、电源模块、公共底板;所述北斗卫星接收模块、GPS卫星接收模块分别用于接收来自北斗RNSS导航卫星数据、GPS卫星数据并产生相应的时间信息和状态信息传输至授时模块20的输入端，所述输入模块10的输出端连接授时模块20的输入端，所述显控模块30与授时模块20之间双向通信连接，显控模块30还连接显示及按键组件来实现人机交互功能，所述电源模块的电压输出端分别与北斗卫星接收模块、GPS卫星接收模块的电源端相连，所述授时模块20的输出端连接输出模块的输入端。
[0039]如图2所示，所述北斗卫星接收模块和/或GPS卫星接收模块的卫星时钟源质量良好或外部输入的时钟源有效时，所述授时模块20将启用内部的时钟驯服模块，所述时钟驯服模块包括相位和频率测量单元21、滤波处理和频率预测单元22、DAC控制单元23、本地晶振单元24、分频单元25、温度测量单元26;所述相位和频率测量单元21用于接收来自北斗卫星接收模块和/或GPS卫星接收模块或输入模块1的频率标准源IPPS以及分频频率IPPS，所述相位和频率测量单元21的输出端连接滤波处理和频率预测单元22的输入端，所述滤波处理和频率预测单元22用于降低频率标准源IPPS的抖动和预测频率标准源IPPS的频率，并将所述频率标准源IPPS的预测值传送至DAC控制单元23，滤波处理和频率预测单元22的输入端还连接温度测量单元26的输出端，所述DAC控制单元23输出本地频率IPPS至本地晶振单元24的输入端，所述本地晶振单元24用于将