本公開涉及時鐘同步,具體涉及一種基于北斗衛星導航的高精度時鐘同步方法和系統。
背景技術:
1、北斗衛星導航系統作為國產高精度時間系統,廣泛應用于定位與授時領域,其高精度測距依賴系統內各部分嚴格同步的時間基準;地基偽衛星作為北斗在室內定位的補充,可在北斗信號受遮擋區域提供定位授時服務,而兩系統交界處定位的無縫銜接與連續,關鍵在于時間基準的統一。
2、然而,目前地基偽衛星多為獨立系統,僅維持系統內基站間的時間同步,部分還需借助監測站實現同步,不僅實現過程復雜,且無法與北斗系統統一時間基準,這限制了地基偽衛星的使用場景,降低了其可擴展性,難以實現北斗與偽衛星觀測量的聯合解算,不利于室內外連續定位及無縫切換。因此,如何解決現有地基偽衛星系統在與北斗衛星導航系統配合使用時,因時間基準不統一及自身同步機制缺陷導致的系列問題,從而提高室內定位的穩定性,成為一個需要解決的問題。
技術實現思路
1、有鑒于此,本公開提供了一種基于北斗衛星導航的高精度時鐘同步方法和系統,以解決如何解決現有地基偽衛星系統在與北斗衛星導航系統配合使用時,因時間基準不統一及自身同步機制缺陷導致的系列問題,從而提高室內定位的穩定性的問題。
2、本公開一方面提供了一種基于北斗衛星導航的高精度時鐘同步方法,應用于地基偽衛星系統,地基偽衛星系統包括偽衛星主站與偽衛星從站,方法包括:
3、偽衛星主站通過其內置的北斗衛星接收模塊接收北斗衛星信號,對北斗衛星信號進行捕獲、跟蹤、幀同步及電文解算,解算出北斗衛星信號的發射時間與信號傳輸時延,基于發射時間和信號傳輸時延對本地時鐘模型進行調整,計算出本地接收時間;
4、偽衛星主站在完成本地時間校準后,對1pps秒脈沖信號進行修正,使修正后的1pps秒脈沖的上升沿與本地接收時間的整秒時刻對齊,并輸出對齊后的1pps秒脈沖信號;
5、偽衛星主站以對齊后的1pps秒脈沖信號為時間錨點,將通過串口接收的本地接收時間與時間錨點匹配以完成自身授時,隨后調整電文發射時延,使整秒時刻發射信號的上升沿與對齊后的1pps秒脈沖信號的上升沿對齊,并通過電文向偽衛星從站播發授時信息;
6、偽衛星從站接收偽衛星主站播發的電文,對電文進行捕獲、跟蹤、幀同步及電文解算以解算出時間信息,實時鎖存電文接收時刻,根據接收時刻推算自身發射時刻,當接收時刻達到軟件端設置的指定發射時刻后,在偽衛星主站發射新一幀電文時,偽衛星從站同一時刻發射第一幀電文,完成與偽衛星主站的時間同步,以實現地基偽衛星系統與北斗衛星導航系統的時間同步。
7、本公開另一方面還提供了一種地基偽衛星系統,系統包括:
8、偽衛星主站,用于通過其內置的北斗衛星接收模塊接收北斗衛星信號,對北斗衛星信號進行捕獲、跟蹤、幀同步及電文解算,解算出北斗衛星信號的發射時間與信號傳輸時延,基于發射時間和信號傳輸時延對本地時鐘模型進行調整,計算出本地接收時間;
9、偽衛星主站,用于在完成本地時間校準后,對1pps秒脈沖信號進行修正,使修正后的1pps秒脈沖的上升沿與本地接收時間的整秒時刻對齊,并輸出對齊后的1pps秒脈沖信號;
10、偽衛星主站,用于以對齊后的1pps秒脈沖信號為時間錨點,將通過串口接收的本地接收時間與時間錨點匹配以完成自身授時,隨后調整電文發射時延,使整秒時刻發射信號的上升沿與對齊后的1pps秒脈沖信號的上升沿對齊,并通過電文向偽衛星從站播發授時信息;
11、偽衛星從站,用于接收偽衛星主站播發的電文,對電文進行捕獲、跟蹤、幀同步及電文解算以解算出時間信息,實時鎖存電文接收時刻,根據接收時刻推算自身發射時刻,當接收時刻達到軟件端設置的指定發射時刻后,在偽衛星主站發射新一幀電文時,偽衛星從站同一時刻發射第一幀電文,完成與偽衛星主站的時間同步,以實現地基偽衛星系統與北斗衛星導航系統的時間同步。
12、本公開另一方面還提供了一種電子設備,包括:存儲器和處理器,存儲器和處理器之間互相通信連接,存儲器中存儲有計算機指令,處理器通過執行計算機指令,從而執行上述的基于北斗衛星導航的高精度時鐘同步方法。
13、本公開另一方面還提供了一種計算機可讀存儲介質,計算機可讀存儲介質上存儲有計算機指令,計算機指令用于使計算機實現上述的基于北斗衛星導航的高精度時鐘同步方法。
14、本公開另一方面還提供了一種計算機程序產品,包括計算機指令,計算機指令用于使計算機執行上述的基于北斗衛星導航的高精度時鐘同步方法。
15、通過本公開上述實施例的基于北斗衛星導航的高精度時鐘同步方法和系統,通過偽衛星主站內置的北斗衛星接收模塊接收北斗衛星信號并解算時間信息,以1pps秒脈沖為時間錨點完成自身授時,再通過電文播發授時信息實現從站與主站的同步,最終使整個地基偽衛星系統與北斗衛星導航系統的時間基準保持一致,解決了現有地基偽衛星系統無法與北斗統一時間基準的問題。
16、此外,由于無需借助額外監測站,偽衛星主站直接利用北斗衛星信號完成授時,從站通過接收主站播發的電文即可實現與主站的時間同步,避免了現有部分地基偽衛星系統依賴監測站實現同步所帶來的復雜實現方式,提高了系統的可維護性。
1.一種基于北斗衛星導航的高精度時鐘同步方法,其特征在于,應用于地基偽衛星系統,所述地基偽衛星系統包括偽衛星主站與偽衛星從站,所述方法包括:
2.根據權利要求1所述的方法,其特征在于,所述偽衛星主站解算出的北斗衛星信號的發射時間為納秒級精度。
3.根據權利要求2所述的方法,其特征在于,所述偽衛星主站計算本地接收時間時,考慮因素還包括:衛星鐘差、電離層時延及對流層時延。
4.根據權利要求3所述的方法,其特征在于,所述偽衛星主站調整電文發射時延,包括:偽衛星主站鎖存對齊后的1pps秒脈沖信號輸入時刻電文fifo中剩余待發比特數,相應拼接填充電文比特,以保證帶有授時信息的電文的第一比特上升沿與所述對齊后的1pps秒脈沖信號的上升沿對齊。
5.根據權利要求1-4中任一項所述的方法,其特征在于,所述偽衛星主站發射的電文為1ms/10ms時隙信號,有效時隙和時隙占比為1:10,電文比特內碼周期數為1,幀內比特數為300。
6.根據權利要求5所述的方法,其特征在于,所述方法還包括:
7.一種地基偽衛星系統,其特征在于,所述系統包括:
8.一種電子設備,其特征在于,包括:
9.一種計算機可讀存儲介質,其特征在于,所述計算機可讀存儲介質中存儲有計算機程序,其中,所述計算機程序被處理器執行時實現如權利要求1至6任一項所述基于北斗衛星導航的高精度時鐘同步方法的步驟。
10.一種計算機程序產品,包括計算機程序,其特征在于,所述計算機程序被處理器執行時實現如權利要求1至6任一項所述基于北斗衛星導航的高精度時鐘同步方法的步驟。