一種授時精度檢測系統及實現方法與流程

本發明涉及一種檢測系統，特別涉及一種授時精度檢測系統及實現方法。

背景技術：

隨著北斗衛星導航系統的迅速發展，授時功能也越來越受到廣泛應用，軍事、電力、通信、交通、廣播電視、金融等行業，均需要精確的時間同步系統，近年來隨著時間同步系統的逐漸推廣使用，由于衛星時間源的授時方式（很容易干擾）、守時技術、冗余技術、可靠性等原因，各個時間同步系統的性能也是參差不齊。一種功能齊全、性能可靠、技術先進的授時精度檢測系統，成為了適應市場的需求與發展趨勢。

技術實現要素：

為克服現有技術的不足，本發明提供一種授時精度檢測系統及實現方法,具體技術方案是，一種授時精度檢測系統，包括信號接收部分、數據處理部分、分析結果輸出部分、顯示單元和機箱,其特征在于：機箱采用3u標準尺寸密閉機箱，信號接收部分、數據處理部分、分析結果輸出部分置于機箱內，顯示單元固定于機箱外側，所述的信號接收部分包括網絡信號接收單元、光纖信號接收單元、脈沖信號接收單元、數字信號接收單元，所述的數據處理部分包括數據處理單元、接收機單元、原子鐘單元、電源單元，所述的分析結果輸出部分包括顯示單元、分析數據輸出單元；網絡信號接收單元、光纖信號接收單元、脈沖信號接收單元、數字信號接收單元單向連接數據處理單元，接收機單元、原子鐘單元雙向連接數據處理單元，數據處理單元單向連接顯示單元、分析數據輸出單元，電源單元為各單元送電，接收機為整個系統提供衛星基準信號，原子鐘給高速采集模塊和數據處理模塊提供高精度的穩定時鐘，也為整機的時間基準穩定度以及守時的精度提供時鐘保障；

所述的數據處理部分電路連接為，接收機單元輸出穩定PPS給原子鐘，并且將時間信息發送給數據處理單元的FPGA，原子鐘連續接收兩個小時的穩定PPS并且馴服本地時鐘后將本地時鐘PPS傳輸給數據處理單元的FPGA作為基準，另外，原子鐘向數據處理單元提供穩定的10MHz時鐘，數據處理單元的FPGA還接收信號接收部分解算出的TTL電平信息，提取出其內部時間信息及PPS，一并存放在SDRAM中，信號接收部分接收外部時間源的時間信息及本地時間信息發送給數據處理單元的DSP，FPGA和DSP之間通過數據總線進行通信，DSP將外部時間源的時間信息和本地時間信息進行比較，計算出鐘差，并且分析所有外部時間源的鐘差及其鐘差變化，計算出各時源的時間質量和精度，并將數據分別存放在鐵電RAM、FLASH、SDRAM中，然后將外部時源的質量、精度及攜帶的時間等信息發送給顯示單元用于顯示，發送給上位機軟件進行分析。

實現方法包括以下步驟,a、信號接收部分接收四種類型的時間信息，分別為網絡信號、光纖信號、脈沖信號、數字信號,各種類型的時間信息分別通過隔離模塊、光電轉換模塊、網絡變壓模塊、數據解算模塊將信號解算成電信號，并將通過協議對每一路信號進行標記；b、數據處理單元由FPGA將接收部分的電信號進行高速數據采集，并存放在RAM中，接收機為整個系統提供衛星基準信號，提供高精度的穩定時鐘，DSP根據接收機和原子鐘輸出的本地時間源為基準，將采集的數據與本地時間源進行比較，經過一定的算法計算出相對于本地時間的絕對時間，即鐘差，放置到協議中相應的位置，并將數據存放在RAM中，FPGA和DSP之間通過數據總線進行通信；c、分析結果輸出部分將數據處理單元的處理結果一方面通過協議轉換通過顯示單元顯示在屏幕上，另一方面通過分析數據輸出單元經過協議轉換輸送給上位機，通過上位機軟件提供用戶控制和顯示界面。

本發明的技術效果是，可以實時測量網絡信號、光纖信號、脈沖信號、數字信號四種類型的時間信號精度和顯示，測量數據還可通過上位機軟件進行記錄、存儲和進行離線分析。

附圖說明

圖1為本發明的系統功能框圖；

圖2為本發明的數據處理部分原理框圖；

圖3為本發明系統工作流程圖。

具體實施方式

如圖1、2所示，一種授時精度檢測系統，包括信號接收部分、數據處理部分、分析結果輸出部分、顯示單元和機箱,機箱采用3u標準尺寸密閉機箱，信號接收部分、數據處理部分、分析結果輸出部分置于機箱內，顯示單元固定于機箱外側，機箱在研制、生產過程中均進行了高低溫、濕熱、沖擊、振動、絕緣性能、電磁兼容試驗，試驗前后各項指標測試結果均符合精度要求，所述的信號接收部分包括網絡信號接收單元、光纖信號接收單元、脈沖信號接收單元、數字信號接收單元，所述的數據處理部分包括數據處理單元、接收機單元、原子鐘單元、電源單元，所述的分析結果輸出部分包括顯示單元、分析數據輸出單元；網絡信號接收單元、光纖信號接收單元、脈沖信號接收單元、數字信號接收單元單向連接數據處理單元，接收機單元、原子鐘單元雙向連接數據處理單元，數據處理單元單向連接顯示單元、分析數據輸出單元，電源單元為各單元送電，接收機為整個系統提供衛星基準信號，原子鐘給高速采集模塊和數據處理模塊提供高精度的穩定時鐘，也為整機的時間基準穩定度以及守時的精度提供時鐘保障；

所述的數據處理部分電路連接為，接收機單元輸出穩定PPS給原子鐘，并且將時間信息發送給數據處理單元的FPGA，原子鐘連續接收兩個小時的穩定PPS并且馴服本地時鐘后將本地時鐘PPS傳輸給數據處理單元的FPGA作為基準，另外，原子鐘向數據處理單元提供穩定的10MHz時鐘，數據處理單元的FPGA還接收信號接收部分解算出的TTL電平信息，提取出其內部時間信息及PPS，一并存放在SDRAM中，信號接收部分接收外部時間源的時間信息及本地時間信息發送給數據處理單元的DSP，FPGA和DSP之間通過數據總線進行通信，DSP將外部時間源的時間信息和本地時間信息進行比較，計算出鐘差，并且分析所有外部時間源的鐘差及其鐘差變化，計算出各時源的時間質量和精度，并將數據分別存放在鐵電RAM、FLASH、SDRAM中，然后將外部時源的質量、精度及攜帶的時間等信息發送給顯示單元用于顯示，發送給上位機軟件進行分析。

如圖3所示，實現方法包括以下步驟,

a、信號接收部分接收四種類型的時間信息，分別為網絡信號、光纖信號、脈沖信號、數字信號,各種類型的時間信息分別通過隔離模塊、光電轉換模塊、網絡變壓模塊、數據解算模塊將信號解算成電信號，并將通過協議對每一路信號進行標記；

b、數據處理單元由FPGA將接收部分的電信號進行高速數據采集，并存放在RAM中，接收機為整個系統提供衛星基準信號，提供高精度的穩定時鐘，DSP根據接收機和原子鐘輸出的本地時間源為基準，將采集的數據與本地時間源進行比較，經過一定的算法計算出相對于本地時間的絕對時間，即鐘差，放置到協議中相應的位置，并將數據存放在RAM中；

c、分析結果輸出部分將數據處理單元的處理結果一方面通過協議轉換通過顯示單元顯示在屏幕上，另一方面通過分析數據輸出單元經過協議轉換輸送給上位機，通過上位機軟件提供用戶控制和顯示界面。

特點是

通過捕獲、測量、運算、存儲、分析功能將網絡信號、光纖信號、脈沖信號、數字信號的精度測量出來，并給出測量結果，也可自動生成測試報告。

授時精度檢測系統可測量的信號類型

網絡信號：NTP、SNTP、PTP；光纖信號：IRIG-B（AC）、IRIG-B（DC）；脈沖信號：PPS-TTL、PPS-422、PPS-485、PPS-空接點、10MHz頻率；數字信號：RS232、RS422、RS485等。網絡信號的NTP、SNTP的測量精度達到10us，分辨率達到1us，PTP的測量精度達到100ns，分辨率10ns；光纖信號的測量精度達到100ns，分辨率10ns；脈沖信號測量精度達到10ns，分辨率1ns；數字信號測量精度達到200ns，分辨率20ns。