一般来说，在各种成套设备的监视控制系统中，随着微机、传输技术 的发展，而由多个终端装置构成，并且这些终端装置通过传输系统结合的 分布式控制系统成了主流。另外，对于从成套设备输出的各种输入信息， 附加状态变化时的发生时间，进行记录及状态显示。
终端装置从成套设备接收输入信息，经传输系统，实现向对方装置发 送输入信息的方法，大体可分为由输入信息的传输接收端装置进行时间附 加的情况，及由接收输入信息的终端装置在输入信息的状态变化时附加时 间的情况。现有技术中，由传输接收端装置进行时间附加时，通过结合终 端装置间的传输系统内的传输延迟及装置内的处理时间延迟，对信息附加 的时间将产生实际发生信息时间和延迟时间量的误差。
另外，当由最初接收输入信息的终端装置在输入信息的状态变化时附 加时间时，需要在终端装置间进行所要求的时间分辨率以上精度的时间同 步，并且需要使用使终端装置间结合的传输系统或时间同步专用的信号线。 这时需要考虑时间同步的传输方式，或时间同步专用的硬件、软件，造成 了信息传输效率的降低及经济性的下降。
如上所述，现有技术在对输入信息附加时间的方法中，当要求1ms(毫 秒)左右高精度的时间分辨率时，需要进行上述时间分辨率以上精度的时间 同步处理，其实现方法及精度保证是很困难的。
发明的内容
本发明为了解决上述问题，其目的在于提供一种不必去知觉时间同 步，就可确保信息传输效率、高精度、并且经济性好的时间同步系统。
一种时间同步系统，其特征在于包括：接收器，用于接收来自全球定 位系统的时间信号，输出与协调世界时以±1微秒以下的误差同步的时间 修正用基准信号、和表示绝对时间的时间串行信号；及
时间同步信号分配用的时间分配器，用于从上述基准信号和时间串行 信号合成与上述协调世界时同步的时间同步信号；通过时间同步用的光传 输系统，从上述时间分配器对多个终端装置分配发送时间同步信号，取得 1毫秒以下的时间同步精度所需的终端装置间的集总时间同步；
通过专用的时间同步电路，将接收到的来自时间分配器的时间同步信 号分离取出时间修正用基准信号和绝对时间信号，根据绝对时间修正到秒 数量级的时间，毫秒以下的时间是使终端装置的内部时钟与同步于协调世 界时的时间修正用基准信号相一致，而实现1毫秒以下精度的时间同步。
所记载的时间同步系统，其特征在于：从时间分配器向终端装置发送 的时间同步信号是由表示信号起始且与上述协调世界时同步的识别信号、 和表示时间的绝对时间信号构成的，并以一定周期向终端装置发送时间同 步信号。
所记载的时间同步系统，其特征在于：由终端装置从时间分配器接收 时间同步信号，设有同步于上述时间同步信号内的识别信号的起始前沿定 时的基准时钟，测定该基准时钟和内部时钟间的时间差，根据上述测定结 果，当两时钟间有时间差时，通过内部时钟的修正处理，使内部时钟同步 于协调世界时(UTC)。
所记载的时间同步系统，其特征在于：终端装置内部的基准时钟和内 部时钟间的时间差的修正处理，是根据上述时间差改变修正分割宽度，进 行时间修正。
所记载的时间同步系统，其特征在于：在时间分配器内设有与从全球 定位系统(GPS)接收的时间信号同步的内部时钟，当不能从上述全球定位 系统(GPS)接收时间信号时，通过将上述时间分配器内的内部时钟的时间 分配发送给终端装置，取得各终端装置间的集总时间同步。
所述的时间同步系统，其特征在于：当终端装置不能接收来自时间分 配器的时间同步信号时，通过上述终端装置内的内部时钟继续进行时间处 理。
本发明第1方案所述的时间同步方式提供的方法，随着近些年来GPS 的利用普及，无论地球上的任何地方都利用可很容易得到对UTC有±1μS 高精度时间的GPS，从时间分配器向多个终端装置分配发送从GPS输出的 与UTC同步的时间修正用基准信号和表示绝对时间的时间串行信号，取得 多个终端装置间的统一时间同步。
在所构成的系统中，通过使用通用性的GPS，在全世界可以容易取得 与UTC同步的基准时间。另外，通过从时间分配器向多个终端装置传送基 准时间，可以使系统简单、并且进行高精度的时间同步处理。本发明所涉 及的时间同步方式提供的方法，对从GPS所发送的与UTC同步的时间起始 识别信号和与UTC同步的绝对时间信号进行合成，以一定周期向各终端装 置分配发送。
在所构成的系统中，由时间分配器使从GPS发送的与UTC同步的时间 起始基准信号和与UTC同步的绝对时间信号在同一信号线上合成，通过以 一定周期进行发送，使信号线简单，可以提高经济性及减轻传输处理负荷。
本发明第3方案所涉及的时间同步方式所提供的方法，对由各终端装 置接收的时间分配器输出的时间同步信号，取出同步于UTC的时间起始识 别信号和同步于UTC的绝对时间信号。利用该时间起始识别信号，具有同 步于前沿定时时的基准时钟，测量与作为m秒时间使用的内部时钟间的时 间差，测量结果当有两时钟间的时钟差异时，通过使内部时钟向基准时钟 的定时同步，可取得GPS与终端装置间的时间同步，通过各终端装置分别 取得与GPS间的时间同步，得到各终端装置间的时间同步。
在所构成的系统中，秒数量级以前的时间使用从时间分配器输出的绝 对时间，而在m秒等GPS输出的基准信号中未包括的微小时间，通过使内 部时钟与同步于UTC的基准时钟精密一致，可以很容易得到m秒单位的时 间同步。
本发明第4方案所涉及的时间同步方式提供的方法，根据基准时钟和 内部时钟间的时间差的不同，改变修正分割宽度，缩短时间同步建立之前 所用的时间。
在所构成的系统中，即使当与时间同步对象装置的处理前沿时相比， 基准时钟和内部时钟的偏差非常大时，也可以瞬时进行时间同步，可以提 高各终端装置时间的可靠性。
本发明第5方案所涉及的时间同步方式提供的方法，在不可能从GPS 接收时间信号时，由时间分配器将同步于GPS时间的内部时间分配给终端 装置，继续各终端间的时间同步。
在所构成的系统中，即使由于某种故障，不能从GPS接收时间信号时， 也可以通过由时间分配器将与GPS同步的内部时间发送给全部终端装置， 确保各终端装置间的时间同步，提高可靠性。
本发明第6方案所涉及的时间同步方式提供的方法，在不能从时间分 配器接收时间时，使用同步于GPS基准时间的终端装置内的时间，继续时 间处理。
在所构成的系统中，即使由于某种故障而不可能从时间分配器接收基 准时间时，也可以通过使用各终端装置内同步于基准时间的内部时间，确 保各终端装置间的时间同步，提高可靠性。
本发明可取得以下效果。
如以上所述，根据本发明，当要求1ms(毫秒)以下高精度的时间分辨 率时，由于使用在地球上的任何地方都可取得±1μS精度的绝对时间的 GPS，所以可以提供不必意识时间同步，就可确保信息传输效率，高精度、 经济性好，并且可靠性高时间同步方式。
附图的简要说明
图1表示本发明的时间同步处理系统全体的方框图。
图2表示本发明的第1~第6方案的实施例中时间分配器一侧的合成信 号作成内容的方框图。
图3表示本发明第1~第6方案的实施例中在时间分配器内作成的合成 信号内容的方框图。
图4表示本发明第1~第4方案的实施例中终端装置内的时间作成处理 内容的方框图。
图5表示本发明第3、第4方案的实施例中终端装置内的时间同步处 理时间切换处理内容的方框图。
图6表示本发明的第3、第5方案的实施例中时间分配器内的时间信 号版本提高处理内容的方框图。
发明的具体实施方式
图1是本发明的时间同步方式的全体构成图。在图1的全体构成中， 全球定位系统(Global Positioning system-以下简称GPS)101、GPS 接收器102、时间分配器103、多个终端装置104，通过脉冲信号线105、 串行传输系统106和光传输系统107分别进行连接。而且作为该系统构成 的一例，从GPS101接收的基准时间信号的GPS接收器输出的串行信号，通 过串行传输系统106发送给时间分配器103，接收该时间信号的时间分配 器103通过光传输系统向多个终端装置104传输基准时间信号。
图2是对从GPS接收器102所接收的协调世界时(Universal Time Cordinated-以下称UTC)同步基准信号201和同一UTC同步绝对时间信 号202，由时间分配器103作成合成信号，对各终端装置发送基准时间信 号数据的方框图。如图2所示，为了使从GPS接收器102输出的UTC同步 基准信号201和UTC同步绝对时间信号202，通过脉冲信号线105和串行 传输系统106，对时间分配器103进行发送，在时间分配器103上将各信 号进行信号合成203，将合成的合成信号204通过光传输系统107分配发 送给多个终端装置104。
图3是在时间分配器103作成的信号合成203的处理概要图。如图3 所示，对从GPS接收器102发送来的UTC 同步基准信号201、和UTC 同步 绝对时间信号202进行信号合成203，对合成信号204进行加工处理。
图4是由终端装置取入从时间分配器103发送来的合成信号204，进 行时间同步处理的方框图。如图4所示，以终端装置104上，将从时间分 配器103发送来的合成信号204，经信号分离301分离成时间起始识别信 号302、和绝对时间信号303，时间起始识别信号302进行的m秒时间修正 处理304，作成m秒时间306，绝对时间信号303进行年月日时分秒时间修 正305，作出年月日时分秒时间307，作出同步于UTC的内部时间308。
图5是为了缩短各终端装置104内的时间同步处理所用时间的处理方 框图。如图5所示，对在接收时间起始识别信号302时，使计数器值复位 的外部时钟计数器401、和在m秒时间306上使用的内部时钟计数器402， 以一定周期对计数器值同时进行比较403，进行计数器值误差判断404。
根据计数器值误差判断404的结果，当误差范围大时，对瞬时时间修 正的内部时钟计数器进行粗调整处理405，而当误差范围小时，对为使m 秒时间与UTC基准时间同步的内部时钟计数器进行微调整处理406，并进 行使建立时间同步所用时间压缩到最短的处理。
图6是时间分配器103内部的处理方框图。如图6所示，当通常从GPS 接收器102输出的UTC同步基准信号201和UTC同步绝对时间信号202的 基准时间取入是正常时，在时间分配器103内利用接收的UTC同步基准信 号201和UTC同步绝对时间信号202，进行信号合成203，作成合成信号 204。
在此，当从GPS接收器的接收由于电缆断或电源断等引起中断，判断 为传输异常时，利用时间分配器103内部的晶体振荡器501作成的代替UTC 同步基准信号201的内部基准信号502、及由时间分配器103自行产生的 内部时间503进行信号合成203，作成合成信号204进行分配发送。
下面对各实施例的作用进行说明。首先通过图1~图3对第1方案进行 说明。由GPS接收器102接收从GPS101发出的信号，将UTC同步基准信号 201通过脉冲信号线105、及将UTC同步绝对时间信号202通过串行传输系 统106输出到时间分配器103。在时间分配器103上将从GPS接收器102 接收的绝对时间信号通过光传输系统107成批(集总)分配发送给各终端 装置104。
在此，合成信号204通过从时间分配器103对各终端装置104进行集 总发送，由各终端装置104使各终端装置104的内部时间308同步于各个 从GPS发出的UTC绝对时间，使各终端装置104间的时间全部统一。
根据本实施例，由于使用有通用性的GPS，所以在全世界都可以容易 取得与UTC同步的基准时间，由于从时间分配器的传输是使用光缆，所以 抗噪声性也很优良。另外，由于可以由时间分配器向多个终端装置传输， 所以经济性好，系统简单，并且可以高精度地进行时间同步处理。
下面通过图1~图4对第2方案进行说明，本实施例目的是为了使信号 线简单化、及降低传输处理负荷。对从GPS接收器102发出的UTC同步基 准信号201、和UTC同步绝对时间信号202进行信号合成203，并且合成信 号204对各终端装置104是以一条传输通路进行发送。
根据本实施例，由于对从GPS发送的与UTC同步的时间起始识别基准 信号及与UTC同步的绝对时间信号，由时间分配器合成在同一信号线上， 以一定周期发送，所以通过信号线的简化可以提高经济性及减轻传输处理 负荷。
下面通过图1~图5对第3方案进行说明。本实施例是为了容易得到m 秒单位的时间同步。将由各终端装置104接收的合成信号204，信号分离 为时间起始识别信号302和绝对时间信号303，绝对时间信号303直接作 为各终端装置104的年月日时分秒时间307使用。另外，在绝对时间信号 303中不存在的m秒时间306中，使用使时间起始识别信号302作为复位 源的外部时钟计数器401、及使软件和内部晶体振荡器复位源的内部时钟 计数器402进行计算。
其方法是对外部时钟计数器401的计数值和内部时钟计数器402的计 数值进行计数器的同时比较，根据计数器值误差判断404的结果，通过软 件对m秒时间306中使用的内部时钟计数器402的计数值进行修正，处理 使其与时间起始识别信号302同步的外部时钟计数器401的计数值相接近。
通过使与该外部时钟计数器401同步的内部时钟计数器402的计数值 作为m秒时间306使用，使未进入从GPS接收器102发送来的绝对时间信 号303中的m秒时间也与UTC同步。
根据本实施例，到秒数量级的时间使用从时间分配器来的绝对时间， 而对m秒等在来自GPS的基准信号中不被含有的微细时间，由于使内部时 钟精密地与同步于UTC的基准时钟相一致，所以可以容易取得m秒单位的 时间同步。
下面通过图1~图5对第4方案进行说明。本实施例可以瞬时取得时间 同步。而且在第3方案中，对各终端装置104的外部时钟计算器401、和 内部时钟计算器402的计数器值同时进行比较403，根据计数值误差判断 404的误差大小不同，进行将执行修正处理切换为内部时钟计数器粗调整 405还是内部时钟计数器微调整406，可按时间差的不同，使到时间同步确 立时的所用时间为最短。
根据本实施例，对于时间同步对象装置的处理前沿时，即使其准时钟 和内部时钟的偏差非常大时，也可以瞬时进行时间同步，可以提高各终端 时间的可靠性。
下面通过图1~图3、图6对第5方案进行说明。本实施例是在从GPS 不能得到时间信号时进行的相应处理。当从GPS接收器102不能通知UTC 同步基准信号201和UTC同步绝对时间信号202时，生成预先由时间分配 器103使UTC同步绝对时间信号202作为内部时间503存放的时间、及与 从时间分配器103内部的晶体振荡器501作成的UTC同步基准信号201相 当的内部基准信号502，进行信号合成203，作成合成信号301，向各终端 装置104进行分配发送。
根据本实施例，即使由于某种故障不可能从GRS接收时间信号，由于 用时间分配器将与GPS同步的内部时间发送给全部终端装置，所以也可确 保各终端装置间的时间，可以提高可靠性。
下面通过图1~图5对第6方案进行说明。本实施例是当从时间分配器 得不到基准时间信号时进行的相应处理。当从时间分配器103不能取入合 成信号301时，预先在各终端装置104上通过使绝对时间信号303作为内 部时间308存放的时间和由各终端装置104计数的内部时钟计数器402的 计数值，对时间继续使用。
根据本实施例，即使由于某种故障而从时间分配器不可能接收基准时 间时，也可以使用与各终端装置内的基准时间同步的内部时间，所以可以 确保各终端装置间的时间同步，可以提高可靠性。
本发明可取得以下效果。
如以上所述，根据本发明，当要求1ms(毫秒)以下高精度的时间分辨率时， 由于使用在地球上的任何地方都可取得±1μS精度的绝对时间的GPS，所 以可以提供不必意识时间同步，就可确保信息传输效率，高精度、经济性 好，并且可靠性高时间同步方式。