【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于时间源监测与择源，尤其涉及一种典型异构时间源完好性监测与择源方法及系统。
技术介绍
1、对于导航系统来说，时频信号作为产生系统时间的基准，其稳定性和准确度直接影响系统时间和导航定位精度。当时频信号出现异常时，会导致系统时间异常，致使导航系统失效。
2、造成时频信号异常的干扰因素可分为自然因素或者人为因素，两种因素都可以造成时间数据的偏移，根据时间数据偏移的特征，时间数据偏移异常可分为突发性偏移异常与连续偏移性异常异常两种。突发性偏移指的是时间数据中出现突发性的异常值，该类数据具有持续时间短，幅值较大的特点。连续性偏移指的是时间数据的朝某个方向缓慢变化，该类数据具有持续时间长，幅值变化小的特点。对于这两种时间数据异常，均有对应的监测手段对进行监测。
3、针对时频信号的质量情况来选择合适的时间源对于保证导航系统的稳定性和准确性至关重要。正常的外部时间源能够对本地时间时间基准进行驯服，以提升本地时间基准的准确性；但当外部时间源出现突发性偏移或连续性偏移时会对本地时间基准造成影响，异常的外部时间源会影响本地时间基准的稳定性或准确性。
4、因此，本专利技术提出一种典型异构时间源完好性监测与择源方法及系统，当外部时间源出现异常时，及时切换外部时间源能够减小异常外部时间源对本地时间基准的影响程度。
5、经检索，未发现与本专利技术相同或相似的现有技术的文献。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提出一种典型异构时间
2、本专利技术解决其现实问题是采取以下技术方案实现的：
3、一种典型异构时间源完好性监测与择源方法，包括如下步骤：
4、s10、对比单元同时接收典型异构时间源数据与本地时间基准数据，进行差值运算，得到真实时差；
5、s20、判定单元通过瞬时值检测的方法对真实时差进行判断，来判别典型异构时间源数据是否发生突发性偏移；
6、s30、预测单元利用一段时间内的真实时差，采用预测算法持续对时差进行预测，得到预测时差；
7、s40、累计对比单元比较真实时差和预测时差，来判别典型异构时间源数据是否发生连续性偏移；
8、s50、择源单元根据判定单元和累计对比单元的判别结果，选择适当的时间源。
9、而且，所述s10步骤中的所述典型异构时间源包括：
10、(1)包括北斗、gps、glonass三种卫星导航信号的卫导时间源，这三种卫导时间源被卫导接收机接收并解调出时码信息和秒脉冲；
11、(2)由长河2号陆基无线电导航系统提供的长波时间源，该信号被卫导接收机接收并解调出时码信息和秒脉冲；
12、(3)由国家授时中心发送的短波时间源，该信号由天线耦合器传输至本地，本地解调出秒脉冲和分脉冲；
13、而且，所述s10步骤中，所述本地时间基准包括铷原子钟、芯片钟、恒温晶振或片式普通晶振，本地时间基准输出秒脉冲等标准时间信号。
14、而且，所述s20步骤的具体步骤包括：
15、s21、判定单元通过一段时间内的m个真实时差统计得到时差均值μ，方差σ2；
16、s22、设置上、下报警门限γucl和γlcl，γucl和γlcl的计算式如下：
17、
18、其中，w为报警门限宽度，可根据3σ原则取w＝3。
19、s23、判断真实时差是否在上、下报警门限范围之内，若在上、下报警门限范围之内，则认为真实时差属于正常数据，判定典型异构时间源数据为未发生突发性偏移；若在上、下报警门限范围之外，则认为真实时差属于异常数据，判定典型异构时间源数据发生突发性偏移。
20、而且，所述s30步骤中，所述的预测算法包括卡尔曼滤波预测算法或最小二乘法预测算法。
21、而且，所述s40步骤的具体步骤还包括：
22、s41、设置可接受偏移值γa；
23、s42、累计对比单元持续计算真实时差与预测时差之间的差值，并与可接受偏移值γa进行比较；
24、s42、若差值始终稳定在一定范围内波动且在[-γa，γa]内，则认为真实时差属于正常数据，判定典型异构时间源数据未发生连续性偏移；若差值持续增大且超过[-γa，γa]范围，则认为真实时差属于异常数据，判定典型异构时间源数据发生连续性偏移。
25、而且，所述s50步骤的具体步骤还包括：
26、s51、当择源单元接收到判定单元的判别结果为正常数据且累计对比单元的判别结果为正常数据，则择源单元保持当前时间源状态；
27、s52、当择源单元接收到判定单元的判别结果为突发性偏移时，择源单元将时间源切换为预测单元输出的预测数据；当之后连续n个判别结果均为突发性偏移时，则认为典型异构时间源的完好性遭到破坏，择源单元将时间源切换为本地时间基准数据；若之后连续n个判别结果均为正常数据，则认为典型异构时间源恢复正常，择源单元将时间源切换为典型异构时间源；
28、s53、当择源单元接收到判定单元的判别结果为正常数据，接收到累计对比单元的判别结果为连续性偏移，则认为典型异构时间源发生了连续性偏移，择源单元将时间源切换为本地时间基准数据；
29、s54、当出现突发性偏移且择源单元将时间源切换为本地时间基准数据后，若后续连续n'个判定单元的判别结果为正常数据且该阶段累计对比单元的判别结果为正常数据，则择源单元将时间源切换为典型异构时间源；
30、s55、当出现连续性偏移且择源单元切换时间源后，若后续连续n'个累计对比单元的判别结果为正常数据，则择源单元将时间源切换为典型异构时间源。
31、而且，所述卡尔曼滤波预测算法计算过程如下：
32、在预测阶段，假设状态变量有：
33、xk,k-1＝φk,k-1xk-1,k-1+υ
34、
35、其中xk,k-1为利用k-1时刻的预测时差计算得到的第k时刻的预测时差，xk-1,k-1为k-1时刻的最优预测时差，φk,k-1为状态转移参数，υ为过程噪声，pk,k-1是xk,k-1对应的状态估计协方差，pk-1,k-1是xk-1,k-1对应的状态估计协方差，为φk,k-1的转置，q是误差协方差矩阵；
36、在更新阶段，结合真实时差和预测时差，得到第k时刻的最优预测时差xk,k，计算式如下：
37、xk,k＝xk,k-1+kk(zk-hxk,k-1)
38、其中kk为卡尔曼增益，zk是第k时刻的真实时差，h为观测转移矩阵，kk计算式如下：
39、k本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种典型异构时间源完好性监测与择源方法，其特征在于：包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种典型异构时间源完好性监测与择源方法，其特征在于：所述S10步骤中的所述典型异构时间源包括：
3.根据权利要求1所述的一种典型异构时间源完好性监测与择源方法，其特征在于：所述S10步骤中，所述本地时间基准包括铷原子钟、芯片钟、恒温晶振或片式普通晶振，本地时间基准输出秒脉冲等标准时间信号。
4.根据权利要求1所述的一种典型异构时间源完好性监测与择源方法，其特征在于：所述S20步骤的具体步骤包括：
5.根据权利要求1所述的一种典型异构时间源完好性监测与择源方法，其特征在于：所述S30步骤中，所述的预测算法包括卡尔曼滤波预测算法或最小二乘法预测算法。
6.根据权利要求1所述的一种典型异构时间源完好性监测与择源方法，其特征在于：所述S40步骤的具体步骤还包括：
7.根据权利要求1所述的一种典型异构时间源完好性监测与择源方法，其特征在于：所述S50步骤的具体步骤还包括：
8.根据权利要求5所述的一种典型异构时间
9.根据权利要求5所述的一种典型异构时间源完好性监测与择源方法，其特征在于：所述最小二乘法预测算法过程如下：
10.一种典型异构时间源完好性监测与择源系统，其特征在于：包括本地时间基准、对比单元、判定单元、预测单元、累计对比单元和择源单元；
...【技术特征摘要】
1.一种典型异构时间源完好性监测与择源方法，其特征在于：包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种典型异构时间源完好性监测与择源方法，其特征在于：所述s10步骤中的所述典型异构时间源包括：
3.根据权利要求1所述的一种典型异构时间源完好性监测与择源方法，其特征在于：所述s10步骤中，所述本地时间基准包括铷原子钟、芯片钟、恒温晶振或片式普通晶振，本地时间基准输出秒脉冲等标准时间信号。
4.根据权利要求1所述的一种典型异构时间源完好性监测与择源方法，其特征在于：所述s20步骤的具体步骤包括：
5.根据权利要求1所述的一种典型异构时间源完好性监测与择源方法，其特征在于：所述s30步骤中，所述的预测算法包括卡尔曼滤波...
【专利技术属性】
技术研发人员：曲志勇，吴宏硕，许晨，王岭，刘源浩，许宝凯，
申请(专利权)人：中国船舶集团有限公司第七〇七研究所，
类型：发明
国别省市：
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