一种卫星授时方法、装置及存储介质制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种卫星授时方法、装置及存储介质，一种卫星授时方法包括：接收卫星信号，通过卫星信号得到GPS 1PPS信号和导航定位数据信息；计算GPS 1PPS信号和分频1PPS的相位差，根据相位差调整分频1PPS对应的相位，根据经调整相位的分频1PPS信号得到本地1PPS信号；根据卫星几何精度因子PDOP值选择授时模式或守时模式；判断本地1PPS信号的状态是否正常，以此来选择是否直接将本地1PPS信号作为授时模式的输出信号；本发明专利技术能够计算得到精准的本地1PPS信号，较好的减小信号输出误差，并通过卫星几何精度因子PDOP值来选择授时模式或守时模式，根据本地1PPS信号的状态来确定是否作为优选的信号输出，提高了授时的稳定性。

【技术实现步骤摘要】
一种卫星授时方法、装置及存储介质
本专利技术主要涉及授时技术处理领域，具体涉及一种卫星授时方法、装置及存储介质。
技术介绍
高精度授时对整个社会发展至关重要，涉及国家能源、经济和社会安全的诸多关键基础设施，如通信系统、电力系统、金融系统、铁路系统，其有效运行都依赖于高精度的时间同步；授时方法有多种，根据现有授时手段可以分为长短波授时、电话授时、互联网授时以及卫星授时等。目前广泛使用的卫星授时，是通过导航卫星来进行发播或转播标准时间信号的授时手段；卫星授时又可分为双向授时和单向授时，单向授时方法主要是接收机通过接收导航电文及相关信息，由用户自主计算出钟差修正本地时间，使本地时间与卫星系统时间同步。目前的单向授时方法存在授时误差较大的问题，例如，利用卫星时钟和晶振互补特点来输出频率信号的方法，普通的晶振很难满足高精度同步控制领域的需求，即便是高精度晶振，随着使用时间推移，累积误差不断增大，而且晶振本身老化也会导致一定的频漂。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种卫星授时方法、装置及存储介质。本专利技术解决上述技术问题的技术方案如下：一种卫星授时方法，包括如下步骤：接收卫星信号，通过所述卫星信号得到GPS1PPS信号和导航定位数据信息；通过铷原子钟输出频率信号，将所述频率信号进行分频处理，获得分频1PPS信号，计算所述GPS1PPS信号和分频1PPS信号的相位差，根据所述相位差调整所述分频1PPS信号对应的相位，根据经调整相位的分频1PPS信号得到本地1PPS信号；根据所述导航定位数据信息确定卫星几何精度因子PDOP值，并根据所述卫星几何精度因子PDOP值选择授时模式或守时模式；当选择守时模式时，将所述本地1PPS信号作为守时模式的输出信号，当选择授时模式时，判断所述本地1PPS信号的状态是否正常，如果正常则将所述本地1PPS信号作为授时模式的输出信号，否则将所述GPS1PPS信号作为授时模式的输出信号。本专利技术解决上述技术问题的另一技术方案如下：一种卫星授时装置，包括：卫星信号处理模块，用于接收卫星信号，通过所述卫星信号得到GPS1PPS信号和导航定位数据信息；处理模块，用于通过铷原子钟输出频率信号，将所述频率信号进行分频处理，获得分频1PPS信号，计算所述GPS1PPS信号和分频1PPS信号的相位差，根据所述相位差调整所述分频1PPS信号对应的相位，根据经调整相位的分频1PPS信号得到本地1PPS信号；模式选择模块，用于根据所述导航定位数据信息确定卫星几何精度因子PDOP值，并根据所述卫星几何精度因子PDOP值选择授时模式或守时模式；所述处理模块，还用于当选择守时模式时，将所述本地1PPS信号作为守时模式的输出信号，当选择授时模式时，判断所述本地1PPS信号的状态是否正常，如果正常则将所述本地1PPS信号作为授时模式的输出信号，否则将所述GPS1PPS信号作为授时模式的输出信号。本专利技术的有益效果是：通过计算卫星的GPS1PPS信号以及分频1PPS信号的相位差进行修正以获得精准的本地1PPS信号，以互为基准的修正方法较好的减小信号输出误差，并通过卫星几何精度因子PDOP值来选择授时模式或守时模式，根据本地1PPS信号的状态来确定是否作为优选的信号输出，提高了授时的稳定性。附图说明图1为本专利技术一实施例提供的卫星授时方法的方法流程图；图2为本专利技术一实施例提供的卫星授时装置的模块框图；图3为本专利技术另一实施例提供的卫星授时装置的模块框图；图4为本专利技术一实施例提供的计算相位差的示意性流程图。具体实施方式以下结合附图对本专利技术的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本专利技术，并非用于限定本专利技术的范围。图1为本专利技术一实施例提供的卫星授时方法的方法流程图；如图1所示，一种卫星授时方法，包括如下步骤：接收卫星信号，通过所述卫星信号得到GPS1PPS信号和导航定位数据信息；通过铷原子钟输出频率信号，将所述频率信号进行分频处理，获得分频1PPS信号，计算所述GPS1PPS信号和分频1PPS信号的相位差，根据所述相位差调整所述分频1PPS信号对应的相位，根据经调整相位的分频1PPS信号得到本地1PPS信号；根据所述导航定位数据信息确定卫星几何精度因子PDOP值，并根据所述卫星几何精度因子PDOP值选择授时模式或守时模式；当选择守时模式时，将所述本地1PPS信号作为守时模式的输出信号，当选择授时模式时，判断所述本地1PPS信号的状态是否正常，如果正常则将所述本地1PPS信号作为授时模式的输出信号，否则将所述GPS1PPS信号作为授时模式的输出信号。具体的，所述根据所述卫星几何精度因子PDOP值选择授时模式或守时模式，包括：如果所述卫星几何精度因子PDOP值大于3时，则选择守时模式，否则选择授时模式。上述实施例中，通过计算卫星的GPS1PPS信号以及分频1PPS信号的相位差进行修正以获得精准的本地1PPS信号，以互为基准的修正方法较好的减小信号输出误差，并通过卫星几何精度因子PDOP值来选择授时模式或守时模式，根据本地1PPS信号的状态来确定是否作为优选的信号输出，提高了授时的稳定性。可选的，作为本专利技术的一个实施例，当选择授时模式或守时模式时，还包括步骤：通过所述卫星信号得到原始观测数据，对所述原始观测数据进行解算，得到钟差修正值；根据所述钟差修正值校正本地时钟，将校正后的本地时钟同步到经选择的授时模式或守时模式的UTC时钟。可选的，作为本专利技术的一个实施例，所述对所述原始观测数据进行解算,得到钟差修正值具体包括：根据加权最小二乘法算法对所述原始观测数据进行解算得到接收机位置和接收机钟差；根据历元间高次差法算法对所述接收机位置和接收机钟差进行计算，得到钟差修正值。上述实施例中，通过原始观测数据进行解算得到钟差修正值，通过钟差修正值校正本地时钟。可选的，作为本专利技术的一个实施例，所述通过铷原子钟输出频率信号，将所述频率信号分频获得分频1PPS信号，包括：所述铷原子钟输出信号为10M频率信号，对所述10M频率信号进行倍频处理，得到倍频信号；将所述倍频信号进行分频处理，得到分频1PPS信号。具体的，铷原子钟为芯片级铷原子钟。上述实施例中，能够将铷原子钟输出信号为10M的频率信号进行倍频，利于分频处理得到分频1PPS信号，提高信号精确度。可选的，作为本专利技术的一个实施例，所述计算GPS1PPS信号和分频1PPS信号的相位差，包括相位粗测步骤和相位细测步骤：所述相位粗测步骤为：根据脉冲计数法得到GPS1PPS信号和分频1PPS信号的相位，计算GPS1PPS信号的上升沿相位和分频1PPS信号的上升沿相位之差，得到第一相位差；所述相位细测步骤为：通过TDC-GP22时间测量芯片测量小于秒信号周期对应的GPS1PPS信号和分频1PPS信号的相位，并计算小于所述秒信号周期对应的GPS1PPS信号的上升沿相位和分频1PPS信号的上升沿相位之差，得到第二相位差；对所述第一相位差和第二相位差求和，得到所述GPS1PPS信号和分频1PPS信号的相位差。由于分频处理后得到的分频1PPS信号其信号周期为5ns，而相位粗测的测量精度为正负5ns，而周期小于5ns的相位差无法测量，因此，相位细测部分采用高精度的TDC-GP22时间测量芯片来测量本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种卫星授时方法，其特征在于，包括如下步骤：接收卫星信号，通过所述卫星信号得到GPS 1PPS信号和导航定位数据信息；通过铷原子钟输出频率信号，将所述频率信号进行分频处理，获得分频1PPS信号，计算所述GPS 1PPS信号和分频1PPS信号的相位差，根据所述相位差调整所述分频1PPS信号对应的相位，根据经调整相位的分频1PPS信号得到本地1PPS信号；根据所述导航定位数据信息确定卫星几何精度因子PDOP值，并根据所述卫星几何精度因子PDOP值选择授时模式或守时模式；当选择守时模式时，将所述本地1PPS信号作为守时模式的输出信号，当选择授时模式时，判断所述本地1PPS信号的状态是否正常，如果正常则将所述本地1PPS信号作为授时模式的输出信号，否则将所述GPS 1PPS信号作为授时模式的输出信号。

【技术特征摘要】
1.一种卫星授时方法，其特征在于，包括如下步骤：接收卫星信号，通过所述卫星信号得到GPS1PPS信号和导航定位数据信息；通过铷原子钟输出频率信号，将所述频率信号进行分频处理，获得分频1PPS信号，计算所述GPS1PPS信号和分频1PPS信号的相位差，根据所述相位差调整所述分频1PPS信号对应的相位，根据经调整相位的分频1PPS信号得到本地1PPS信号；根据所述导航定位数据信息确定卫星几何精度因子PDOP值，并根据所述卫星几何精度因子PDOP值选择授时模式或守时模式；当选择守时模式时，将所述本地1PPS信号作为守时模式的输出信号，当选择授时模式时，判断所述本地1PPS信号的状态是否正常，如果正常则将所述本地1PPS信号作为授时模式的输出信号，否则将所述GPS1PPS信号作为授时模式的输出信号。2.根据权利要求1所述的一种卫星授时方法，其特征在于，当选择授时模式或守时模式时，还包括步骤：通过所述卫星信号得到原始观测数据，对所述原始观测数据进行解算，得到钟差修正值；根据所述钟差修正值校正本地时钟，将校正后的本地时钟同步到经选择的授时模式或守时模式的UTC时钟。3.根据权利要求2所述的一种卫星授时方法，其特征在于，所述对所述原始观测数据进行解算,得到钟差修正值具体包括：根据加权最小二乘法算法对所述原始观测数据进行解算得到接收机位置和接收机钟差；根据历元间高次差法算法对所述接收机位置和接收机钟差进行计算，得到钟差修正值。4.根据权利要求1所述的一种卫星授时方法，其特征在于，所述通过铷原子钟输出频率信号，将所述频率信号分频获得分频1PPS信号，包括：所述铷原子钟输出信号为10M频率信号，对所述10M频率信号进行倍频处理，得到倍频信号；将所述倍频信号进行分频处理，得到分频1PPS信号。5.根据权利要求1所述的一种卫星授时方法，其特征在于，所述计算GPS1PPS信号和分频1PPS信号的相位差，包括相位粗测步骤和相位细测步骤：所述相位粗测步骤为：根据脉冲计数法分别得到GPS1PPS信号和分频1PPS信号的相位，计算GPS1PPS信号的上升沿相位和分频1PPS信号的上升沿相位之差，得到第一相位差；所述相位细测步骤为：通过TDC-GP22时间测量芯片测量小于秒信号周期对应的GPS1PPS信号和分频1PPS信号的相位，...

【专利技术属性】
技术研发人员：蔡成林，李响，邱云翔，汪发，胡佳，曾武陵，沈文波，
申请(专利权)人：桂林电子科技大学，
类型：发明
国别省市：广西,45