技术领域
[0001] 本实用新型涉及一种时差比对仪，属于
电子信息科学领域。
背景技术
[0002] 当今各种大型无线电通信网、卫星导航与陆基
导航系统网络、航天测控系统、电子侦察与雷达网、金融系统等电子网络系统，绝大部分都属于同步系统，即整个网络正常运行是建立在网络内各
节点的时间
频率基准具备同步关系的
基础上。
[0003] 为了达到系统网络中各节点时钟相互同步的目的，就必须对各节点的时钟
信号(一般使用本地
时钟信号产生的本地1PPS(1pulse per second，每秒1个脉冲，简称秒脉冲信号)信号表征)进行相互比对，获取各节点之间的时差比对值，进而对各节点的时间频率基准进行相应调节，完成全系统各节点时钟同步的目的。为了获取各节点的时差比对值，通常会使用一个时间准确度更高的参考时钟作为
桥梁，将各节点的本地时钟(本地秒脉冲信号)与该参考时钟(参考秒脉冲信号)进行比较，获取各节点与参考时钟的时差比对值，进而计算出各节点之间的时差比对值。
[0004] 目前一般采用已广泛应用的
卫星导航系统的系统时钟作为参考时钟，因为导航系统中的卫星采用
原子钟作为的导航基准时钟，准确度高，并且全球各地都能接收到导航
卫星信号，可以进行远距离时间同步。但由于导航系统中各个卫星的时钟并不严格同步于导航系统时钟，不同地域的节点观测到的卫星组合也不相同，导致各节点利用导航接收机获取的参考时钟(参考秒脉冲信号，导航接收机输出的导航秒脉冲信号)是不同的，此时各节点将与并不严格同步的参考时钟进行时差比对，因此获取的时间同步
精度一般为50ns-100ns左右。这是由于每颗导航卫星的卫星时钟与导航系统时钟之间存在一定偏差造成的。
如果将参考时钟
选定为某一颗各节点均可见的导航卫星，在不考虑其他观测误差的情况下，此时的参考时钟将严格同步，利用该参考时钟计算各节点的时差比对精度也将进一步提高。
实用新型内容
[0005] 实用新型目的：本实用新型针对上述
现有技术存在的问题做出改进，即本实用新型公开了一种时差比对仪，用于解决无线电通信、航空航天、电
力、金融等领域的系统在比对时差时的误差问题。
[0006] 本实用新型公开的时差比对仪首先计算出一个节点的本地时钟与该节点所处
位置上空每颗可见卫星之间的时差，然后将计算结果(标准CGGTTS文件)通过网络与其他需要进行时差比对的节点进行交互及分析处理，最终获取节点间时钟的时差值，以此提高节点间的时钟同步精度。同时本实用新型公开的时差比对仪设计了测量精度可达皮秒级(10-12)的时差测量模
块，提高了参考时钟与各节点本地时钟时差的测量精度。为了方便用户使用，本实用新型采用模块化设计，可根据用户的不同精度需求使用不同接收机或运算处理模块。
[0007] 技术方案：一种时差比对仪，包括：
[0008] 信号输入模块，用于接收10MHz标准频率信号、本地秒脉冲信号和卫星导航信号，并将10MHz标准频率信号分为两路信号，将10MHz标准频率信号分出的一路信号和卫星导航信号发送给导航接收机模块，将10MHz标准频率信号分出的另一路信号和本地秒脉冲信号发送给时差测量模块；
[0009] 导航接收机模块，其输入端与所述信号输入模块的输出端相连，用于接收卫星导航信号和10MHz标准频率信号分出的一路信号，并输出导航数据信息及导航秒信号；
[0010] 时差测量模块，其输入端分别与所述信号输入模块的输出端、所述导航接收机模块的输出端相连，用于接收10MHz标准频率信号分出的另一路信号和本地秒脉冲信号，并测量本地秒脉冲信号与导航秒脉冲信号之间的时差值，并输出时差测量值；
[0011] 运算处理模块，其输入端分别与所述时差测量模块的输出端、所述导航接收机模块的输出端相连，用于处理导航数据信息和时差测量值，生成标准CGGTTS数据，并通过网络共享该数据；
[0012]
液晶显示模块，其输入端与所述运算处理模块的输出端相连，用于显示数据信息及设备状态信息；
[0013] 电源模块，分别与导航接收机模块、时差测量模块、运算处理模块、液晶显示模块电性连接，为导航接收机模块、时差测量模块、运算处理模块、液晶显示模块供电。
[0014] 进一步地，导航接收机模块为GPS、GLONASS和北斗三系统双频接收机。
[0015] 进一步地，导航接收机模块为GPS单频接收机、北斗单频接收机、GPS与GLONASS双系统单频接收机、GPS与北斗双系统单频接收机、北斗与GLONASS双系统单频接收机、GPS与GLONASS双系统双频接收机、GPS与北斗双系统双频接收机、北斗与GLONASS双系统双频接收机中的一种。
[0016] 进一步地，运算处理模块为树莓派3Model B或BeagleBone Black。
[0017] 进一步地，时差测量模块的
输入信号为10MHz标准频率信号、本地秒脉冲信号、导航秒脉冲信号，时差测量模块的
输出信号为串口信号。
[0018] 进一步地，所述电源模块为低纹波线性电源。
[0019] 有益效果：本实用新型公开的一种时差比对仪具有以下有益效果：
[0020] 1、系统内各节点可以通过本实用新型公开的时差比对仪获取更高精度的时差比对结果，提高系统各节点的时钟同步精度；
[0021] 2、测量精度可达皮秒级(10-12)的时差测量模块，提高各节点本地秒脉冲信号与参考秒脉冲信号之间的时差测量精度；
[0022] 3、整体采用模块化设计，可以根据用户的不同需求配置不同的模块。
附图说明
[0023] 图1为本实用新型公开的一种时差比对仪的结构示意简图。具体实施方式：
[0024] 下面对本实用新型的具体实施方式详细说明。
[0026] 如图1所示，一种时差比对仪，包括：
[0027] 信号输入模块，用于接收10MHz标准频率信号、本地秒脉冲信号和卫星导航信号，并将10MHz标准频率信号分为两路信号，将10MHz标准频率信号分出的一路信号和卫星导航信号发送给导航接收机模块，将10MHz标准频率信号分出的另一路信号和本地秒脉冲信号发送给时差测量模块；
[0028] 导航接收机模块，其输入端与所述信号输入模块的输出端相连，用于接收卫星导航信号和10MHz标准频率信号分出的一路信号，并输出导航数据信息及导航秒脉冲信号；
[0029] 时差测量模块，其输入端分别与所述信号输入模块的输出端、所述导航接收机模块的输出端相连，用于接收10MHz标准频率信号分出的另一路信号和本地秒脉冲信号，并测量本地秒脉冲信号与导航秒脉冲信号之间的时差值，并输出时差测量值(此处所说的时差测量值是指：各节点的本地时钟产生的秒脉冲信号信号与导航接收机输出的参考秒脉冲信号信号之间的时差值)；
[0030] 运算处理模块，其输入端分别与所述时差测量模块的输出端、所述导航接收机模块的输出端相连，用于处理导航数据信息和时差测量值，生成标准CGGTTS数据，并通过网络共享该数据；
[0031] 液晶显示模块，其输入端与所述运算处理模块的输出端相连，用于显示数据信息及设备状态信息；
[0032] 电源模块，分别与导航接收机模块、时差测量模块、运算处理模块、液晶显示模块电性连接，为导航接收机模块、时差测量模块、运算处理模块、液晶显示模块供电。
[0033] 进一步地，导航接收机模块为GPS、GLONASS和北斗三系统双频接收机。
[0034] 进一步地，运算处理模块为树莓派3Model B。运算处理模块为基于RISC(Reduced Instruction Set Computer，精简指令集计算机)的ARM嵌入式
主板，该型主板具有集成度高、功耗低、发热量小、开机时间短、工作环境适应性好、价格低、配置灵活等多种优点。
[0035] 进一步地，时差测量模块的输入信号为10MHz标准频率信号、本地秒脉冲信号、导航秒脉冲信号，时差测量模块的输出信号为串口信号。
[0036] 进一步地，所述电源模块为低纹波线性电源。
[0037] 时差比对仪使用时，首先计算出一个节点的本地时钟与该节点所处位置上空每颗可见卫星之间的时差，然后将计算结果(标准CGGTTS文件)通过网络与其他需要进行时差比对的节点进行交互及分析处理，最终获取节点间时钟的时差值，以此提高节点间的时钟同步精度。
[0038] 其中：标准CGGTTS数据格式，是一种国际通用的数据格式，内部主要包含本地时钟与各个可见卫星时钟及导航系统时钟的时差值，还包含一些
对流层、电离层等相关数据。
[0039] 时差比对仪的使用大概过程如下：
[0040] 1、导航接收机模块通过接收卫星导航信号，输出导航数据信息和导航秒脉冲信号，该导航秒脉冲信号是利用所有可见卫星计算出的；
[0041] 2、运算处理模块可以利用导航接收机模块输出的导航数据信息解算出每颗卫星的卫星时钟与导航秒脉冲信号之间的时差值；
[0042] 3、时差测量模块测量出导航秒脉冲信号与本地秒脉冲信号之间的时差值；
[0043] 4、利用步骤2和步骤3计算的数据，即可计算出本地时钟与每颗卫星时钟的时差值，即，CGGTTS中最重要的数据；
[0044] 5，不同节点只需要比较相同时段其他节点CGGTTS中相同卫星号对应的时差值即可得知节点间的时差值，再对应调整各节点的本地时钟，即可达到各节点时钟同步的目的。
[0045] 具体实施例2
[0046] 与具体实施例1大致相同，区别仅仅在于：
[0047] 导航接收机模块为GPS单频接收机。
[0048] 运算处理模块为BeagleBone Black。运算处理模块为基于RISC(Reduced Instruction Set Computer，精简指令集计算机)的ARM嵌入式主板，该型主板具有集成度高、功耗低、发热量小、开机时间短、工作环境适应性好、价格低、配置灵活等多种优点。
[0049] 具体实施例3
[0050] 与具体实施例1大致相同，区别仅仅在于：
[0051] 导航接收机模块为北斗单频接收机。
[0052] 具体实施例4
[0053] 与具体实施例1大致相同，区别仅仅在于：
[0054] 导航接收机模块为GPS与GLONASS双系统单频接收机。具体实施例5[0055] 与具体实施例1大致相同，区别仅仅在于：
[0056] 导航接收机模块为GPS与北斗双系统单频接收机。
[0057] 具体实施例6
[0058] 与具体实施例1大致相同，区别仅仅在于：
[0059] 导航接收机模块为北斗与GLONASS双系统单频接收机。
[0060] 具体实施例7
[0061] 与具体实施例1大致相同，区别仅仅在于：
[0062] 导航接收机模块为GPS与GLONASS双系统双频接收机。
[0063] 具体实施例8
[0064] 与具体实施例1大致相同，区别仅仅在于：
[0065] 导航接收机模块为GPS与北斗双系统双频接收机。
[0066] 具体实施例9
[0067] 与具体实施例1大致相同，区别仅仅在于：
[0068] 导航接收机模块北斗与GLONASS双系统双频接收机。
[0069] 上面对本实用新型的实施方式做了详细说明。但是本实用新型并不限于上述实施方式，在所属技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本实用新型宗旨的前提下做出各种变化。
