一种基于卫星授时系统的守时、授时精度测试装置及方法与流程

文档序号:11147310阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种基于卫星授时系统的守时、授时精度测试装置,其特征在于:包括接收天线、卫星信号接收机、接口单元、B码解调单元、主控制单元、时序机及延时PLL单元、计算机和温度补偿晶振;

所述卫星信号接收机的输入端与接收天线相连,卫星信号接收机的输出端通过接口单元分别与B码解调单元、主控制单元以及计算机相连;

所述B码解调单元通过接口单元与主控制单元相连;

所述主控制单元通过接口单元分别与被测设备以及计算机相连;

所述主控制单元在连接时序机及延时PLL单元后再通过接口单元与被测设备相连;

所述温度补偿晶振与主控制单元相连;

所述接口单元上设置有1PPS标准秒信号输出接口、B时间码输出接口和测试接口。

2.根据权利要求1所述的基于卫星授时系统的守时、授时精度测试装置,其特征在于:所述卫星信号接收机的PPS秒脉冲精度高于10ns,脉冲宽度为100±10ms,卫星锁定时间小于1分钟。

3.根据权利要求1所述的基于卫星授时系统的守时、授时精度测试装置,其特征在于:所述接口单元具有RS422输入输出接口、RS232输入输出接口、LVDS输入输出接口和SMA输入输出接口;所述SMA输入输出接口的延时小于5ns。

4.根据权利要求1所述的基于卫星授时系统的守时、授时精度测试装置,其特征在于:所述温度补偿晶振的工作频率高于10MHz,频率温度稳定度为±5ppm,老化率为±5ppm/年。

5.根据权利要求1所述的基于卫星授时系统的守时、授时精度测试装置,其特征在于:所述卫星信号接收机、接口单元、B码解调单元、主控制单元、时序机及延时PLL单元和温度补偿晶振封装于电控箱内部。

6.一种基于卫星授时系统的授时精度测试方法,其特征在于:包括以下步骤:

1)将接口单元的1PPS标准秒信号输出接口与被测设备的秒脉冲接口相连;将接口单元的B时间码输出接口与被测设备的B时间码接口相连;将被测设备的待测信号输出接口与接口单元的测试接口相连;

2)接收天线将接收到的卫星信号发送至卫星信号接收机,卫星信号接收机锁定多颗卫星并接收卫星发送的B时间码信号和1PPS秒脉冲信号;

3)卫星信号接收机将卫星锁定信号通过接口单元发送至计算机,计算机判断锁定的卫星数量是否大于或者等于4颗;若是,则执行步骤4);若否,则调整接收天线的位置并返回步骤2);

4)卫星信号接收机将卫星锁定信号和接收到的1PPS秒脉冲信号通过接口单元发送至主控制单元,卫星信号接收机将接收到的B时间码信号通过接口单元发送至B码解调单元;

5)B码解调单元将经过误码纠错或者相位自适应的B时间码信号通过接口单元发送至主控制单元,并每秒更新一次数据;

主控制单元将接收到的B时间码信号输出至时序机及延时PLL单元,在时序机及延时PLL单元内完成交直流B时间码的成形、精度对齐和延时输出控制逻辑,然后通过接口单元的B时间码输出接口输出至被测设备;

主控制单元将接收到的1PPS秒脉冲信号通过接口单元输出至被测设备;

主控制单元接收温度补偿晶振输出的时钟信号,对时钟信号进行分频作为计数器,分频后频率不低于100MHz;通过计数值计算该时刻的微秒值,分辨率不低于0.1μs;计数值每秒由1PPS秒脉冲信号进行清零;

6)被测设备接收到B时间码信号和1PPS秒脉冲信号后进行时间同步,同步完成后将待测信号通过接口单元的测试接口发送至主控制单元;

7)主控制单元记录待测信号的到达时刻,读取待测信号的B时间码得到该时刻的天、时、分、秒信息,读取计数器的计数值得到该时刻的微秒信息;主控制单元将得到的时刻信息通过接口单元发送至计算机;

8)计算机对被测设备的授时精度进行测试:

若待测信号为1PPS秒脉冲信号,则计算机读取的时刻信息的天、时、分、秒值与被测设备一致,计算机读取的时刻信息的微秒值即为被测设备的授时精度;

若待测信号为非1PPS秒脉冲信号,则计算机读取的时刻信息的天、时、分、秒值与被测设备一致,计算机读取的时刻信息的微秒值与待测信号的微秒值之差的绝对值即为被测设备的授时精度。

7.根据权利要求6所述的基于卫星授时系统的授时精度测试方法,其特征在于:所述授时精度是重复测试三次以后的最大值。

8.一种基于卫星授时系统的守时精度测试方法,其特征在于:包括以下步骤:

1)将接口单元的1PPS标准秒信号输出接口与被测设备的秒脉冲接口相连;将接口单元的B时间码输出接口与被测设备的B时间码接口相连;

2)接收天线将接收到的卫星信号发送至卫星信号接收机,卫星信号接收机锁定多颗卫星并接收卫星发送的B时间码信号和1PPS秒脉冲信号;

3)卫星信号接收机将卫星锁定信号通过接口单元发送至计算机,计算机判断锁定的卫星数量是否大于或者等于4颗;若是,则执行步骤4);若否,则调整接收天线的位置并返回步骤2);

4)卫星信号接收机将卫星锁定信号和接收到的1PPS秒脉冲信号通过接口单元发送至主控制单元,卫星信号接收机将接收到的B时间码信号通过接口单元发送至B码解调单元;

5)B码解调单元将经过误码纠错或者相位自适应的B时间码信号通过接口单元发送至主控制单元,并每秒更新一次数据;

主控制单元将接收到的B时间码信号输出至时序机及延时PLL单元,在时序机及延时PLL单元内完成交直流B时间码的成形、精度对齐和延时输出控制逻辑,然后通过接口单元的B时间码输出接口输出至被测设备;

主控制单元将接收到的1PPS秒脉冲信号通过接口单元输出至被测设备;

主控制单元接收温度补偿晶振输出的时钟信号,对时钟信号进行分频作为计数器,分频后频率不低于100MHz;通过计数值计算该时刻的微秒值,分辨率不低于0.1ms;计数值每秒由1PPS秒脉冲信号进行清零;

6)被测设备接收到B时间码信号和1PPS秒脉冲信号后进行时间同步,同步完成后断开被测设备与接口单元的连接;

被测设备独立运行规定时间后,再将被测设备的待测信号输出接口与接口单元的测试接口相连;被测设备将待测信号发送至主控制单元;

7)主控制单元记录待测信号的到达时刻,读取待测信号的B时间码得到该时刻的天、时、分、秒信息,读取计数器的计数值得到该时刻的微秒信息;主控制单元将得到的时刻信息通过接口单元发送至计算机;

8)计算机对被测设备的守时精度进行测试:

若待测信号为1PPS秒脉冲信号,则计算机读取的时刻信息的天、时、分、秒值与被测设备一致,计算机读取的时刻信息的微秒值即为被测设备的守时精度;

若待测信号为非1PPS秒脉冲信号,则计算机读取的时刻信息的天、时、分、秒值与被测设备一致,计算机读取的时刻信息的微秒值与待测信号的微秒值之差的绝对值即为被测设备的守时精度。

9.根据权利要求8所述的基于卫星授时系统的守时精度测试方法,其特征在于:所述守时精度是重复测试三次以后的最大值。

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