时频校准方法 |
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| 申请号 | CN202311246139.X | 申请日 | 2021-04-12 | 公开(公告)号 | CN117148701A | 公开(公告)日 | 2023-12-01 |
| 申请人 | 中国计量科学研究院; | 发明人 | 王玉琢; 张爱敏; 高源; 杨志强; 贾正森; | ||||
| 摘要 | 本 发明 公开了一种时频校准方法，一种时频校准方法包括：用时终端接收修正的时间偏差数据和/或 频率 偏差数据，用于时间溯源和/或频率溯源，所述修正的时间偏差数据和/或 频率偏差 数据是基于第一共视数据和第二共视数据计算得到的。本发明 实施例 公开的时频校准方法，够获提高时间校准的准确度。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种时频校准方法，其特征在于，包括： |
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| 说明书全文 | 时频校准方法技术领域[0002] 本发明实施例涉及时间校准技术，尤其涉及一种时频校准方法。 背景技术[0003] 随着科学技术的发展，高精密时间频率在国民经济发展中的重要性凸显。精密时间在国防现代化，国民经济建设的诸多方面都有着广泛的应用。在很多科学研究领域，如计量、校准、事件时间戳等方面，都需要高精度时间基准。精密计时、现代通信、导航定位和计算机自动控制等都离不开精密时间尺度和时间频率测量技术，参见专利文献1(US5757916)，类似的，还包括专利文献2(CN101014874A)，专利文献3(CN101843010A)，专利文献4(CN103283288A)等。原子时标是时间频率体系的核心，对上实现国际溯源，对下实现量值传递。它在时间频率体系起着承上启下的作用，高度稳定、准确的时标是时间频率体系的关键。 [0004] 国际上使用的统一时间是协调世界时(Universal Time Coordinated，UTC)，它是由国际原子时(International Atomic Time，TAI)加上闰秒后得到。TAI是由全世界时间频率实验室合作产生的结果，分布在50多个实验室的400多台原子钟数据经加权平均再经过基准钟驾驭产生。国际计量局(International Bureau of Weights and Measures，BIPM)负责TAI和UTC的管理和发布，一般滞后30天至45天发布一次时间公报，包含了UTC与各实验室的时差，以及UTC与各参与TAI计算的原子钟的时差。 [0005] 守时单位一般包括原子钟，内部测量、溯源比对、时标产生、时间传递等部分组成，其中由多个原子钟构成的钟组进行联合守时并产生本地原子时标(综合原子时TA(k)，其中k用于表示各守时单位的代号)，具有较好的稳定性和鲁棒性，TA(k)也是通过原子钟数据经加权平均后产生，一般滞后1天以上，通过时间传递系统使UTC与TA(k)联合驾驭产生本地协调时UTC(k)。 [0006] 为了提高各守时单位的本地协调时UTC(k)的准确度，提出了卫星共视法进行时间校准。卫星共视法是相距较远的两台钟或两个地方世界时之间进行时间比对的方法。共视意味着两地同时能看到同一颗卫星，并同时测出本地钟与所接收到卫星给出的时间差，事后交换数据得出两地时钟的时差。非专利文献1(王莉萍，徐亮，基于卫星共视法的时间频率远程校准原理，上海计量测试，2019.3，第274期)较为系统的介绍了常规的通过卫星实现高准确度的时间频率标准及其传递比对和同步方法。然而，基于卫星共视法，目前，现有用户的本地标准时间和频率一般先溯源至UTC(k)/BDS/GPS，再间接溯源到UTC。 [0007] 用户溯源到UTC(k)一般采用全球导航卫星系统(Global Navigation Satellite System，GNSS)共视技术(GNSS共视法)，具体可以参见非专利文献2(陈瑞琼，UTC(NTSC)远程复现方法研究与工程实现(D)，中国科学院大学)以及专利文献5(US2018/0011199A1)。也可以采用其他卫星系统，中国的北斗卫星，具体参见专利文献6(CN201811252379，基于北斗RDSS的共视数据传递与时间同步方法及系统)。考虑到单一卫星信号的时延和误差，共视法则采用多个卫星信号计算时差的平均值，以此方法提高时间频率比对精度，从而溯源至UTC(k)，具体参见专利文献7(WO02/061449A1)。然而，由于UTC(k)/BDS/GPS受到了人为的干预/调整，其频率特性和可预测性将会下降。因此将影响卫星共视法进行时间校准的准确度。 [0008] 其它涉及上述技术领域的现有技术，包括但不仅限于以下列出专利或者非专利文献，本发明将其一并引入。 [0009] 一种实时驯服到时间频率标准的高精密时间频率源，CN103226324B[0010] 一种基于全球导航卫星系统的时频传递数据采集处理系统，CN102590836B一种频率标准远程校准方法及其系统，CN101692163B [0011] 一种用于监测实体原子钟的虚拟原子钟系统及工作方法，CN110837219A[0012] 基于多种GNSS系统融合的时间频率传递方法和接收机，CN102004258B[0013] 基于光纤时间传递的高精密时间频率源，CN106506106B [0014] 光纤单向时间频率传输系统和方法，CN106571874B [0015] Enhanced stability for local atomic clock ensemble time scale using weighted moving average filter,doi:10.1109/ICMA.2016.7558864 [0016] Agenerating procedure for local atomic clock ensemble time scale,doi:10.1109/IAEAC.2017.8054040 [0017] Enhanced predictability of hydrogen maser using random pursuit strategy,doi:10.1109/FCS.2017.8089011 [0018] Time transfer via different GNSS systems,doi:10.23919/URSIAP‑RASC.2019.8738763. [0019] Further results of time transfer through the optical fiber at NIM,doi:10.1109/FCS.2017.8089010 [0020] Disciplined oscillator system by UTC(NIM)for remote time and frequency traceability,doi:10.1109/EFTF.2014.7331537 [0021] New timekeeping system and its time link calibration at NIM,doi:10.1109/FCS.2014.6859896 [0022] Research on modification of H‑maser drift,doi:10.1109/FCS.2014.6859953 发明内容[0023] 本发明提供一种时频校准方法，能够提高时间校准的准确度。 [0024] 第一方面，本发明实施例提供一种时频校准方法，包括： [0025] 用时终端接收修正的时间偏差数据和/或频率偏差数据，用于时间溯源和/或频率溯源，所述修正的时间偏差数据和/或频率偏差数据时基于第一共视数据和第二共视数据计算得到的。 [0026] 在第一方面一种可能的实现方式中，所述第一共视数据和所述第二共视数据以相同或者不同的方式获取。 [0027] 第二方面，本发明实施例提供一种时频校准方法，包括：用时终端基于卫星测量数据进行时间溯源，基于本地协调时进行频率溯源。 [0028] 第三方面，本发明实施例提供一种时频校准方法，包括：用时终端基于卫星测量数据进行时间溯源，基于综合原子时进行频率溯源。 [0029] 第四方面，本发明实施例提供一种时频校准方法，包括：用时终端仅基于本地协调时进行时间和频率溯源。 [0030] 第五方面，本发明实施例提供一种时频校准方法，包括：用时终端仅基于综合原子时进行时间和频率溯源。 [0031] 第六方面，本发明实施例提供一种时频校准方法，包括：用时终端同时依靠本地协调时和综合原子时进行时间频率溯源。 [0032] 在第六方面一种可能的实现方式中，用时终端得到与本地协调时的相对频率偏差f1。 [0033] 在第六方面一种可能的实现方式中，用时终端得到与综合原子时的相对频率偏差f2。 [0034] 在第六方面一种可能的实现方式中，综合本地协调时和综合原子时用于提高用时终端时间频率溯源的可靠性。 [0035] 本发明实施例提供的时频校准方法，用时终端接收修正的时间偏差数据和/或频率偏差数据，用于时间溯源和/或频率溯源，所述修正的时间偏差数据和/或频率偏差数据时基于第一共视数据和第二共视数据计算得到的，提高了时间校准的准确度。附图说明 [0036] 图1为本发明实施例提供的一种共视数据生成方法的流程图； [0037] 图2为根据卫星测量数据和本地守时结构的时频测量信号生成共视数据的流程图； [0038] 图3为根据卫星测量数据和综合原子时的时频测量信号生成共视数据的流程图； [0039] 图4为根据卫星测量数据和综合原子时和本地协调时的时频测量信号生成共视数据的流程图； [0040] 图5为本发明实施例提供的一种接收机的结构示意图； [0041] 图6为本发明实施例提供的一种接收机的输入/输出结构示意图； [0042] 图7为本发明实施例提供的一种接收机的逻辑结构示意图； [0043] 图8为本发明实施例提供的另一种接收机的输入/输出结构示意图； [0044] 图9为本发明实施例提供的另一种接收机的输入/输出结构示意图； [0045] 图10为本发明实施例提供的另一种接收机的逻辑结构示意图； [0046] 图11为本发明实施例提供的一种基于共视数据的时间校准方法的流程图； [0047] 图12为本发明实施例提供的一种基于共视数据的时间校准系统的结构示意图； [0048] 图13为本发明实施例提供的另一种基于共视数据的时间校准系统的结构示意图； [0049] 图14为本发明实施例提供的时间戳生成方法的应用示意图； [0050] 图15为本发明实施例提供的数据挖掘方法的应用示意图。 具体实施方式[0051] 下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。 [0052] 国际原子时(TAI)是由全世界时间频率实验室合作产生的结果，由TAI加上闰秒得到了国际上使用的统一时间，即协调世界时(UTC)。TAI是由分布在世界上的50多个实验室的400多台原子钟数据经加权平均再经过基准钟驾驭产生的。国际计量局(BIPM)负责TAI和UTC的管理和发布，一般滞后30天至45天发布一次时间公报，包含了UTC与各实验室的时差，以及UTC与各参与TAI计算的原子钟的时差。参与TAI的机构可以称为守时单位，例如包括中国计量科学研究院(National Institute of Metrology，NIM)、中科院国家授时中心(national Time Service Cnter，NTSC)及北京无线电计量测试技术研究所(Beijing Radio Institute of Metrology，BIRM)等。各守时单位分别产生本地协调时UTC(k)，例如UTC(NIM)、UTC(NTSC)、UTC(BIRM)等。 [0053] 守时单位一般包括原子钟，内部测量、溯源比对、时标产生、时间传递等部分组成，其中由多个原子钟构成的钟组进行联合守时并产生本地原子时标(综合原子时TA(k))，具有较好的稳定性和鲁棒性，TA(k)也是通过原子钟数据经加权平均后产生，一般滞后1天以上，通过时间传递系统使UTC与TA(k)联合驾驭产生UTC(k)。 [0054] 为了实现精确授时，目前提出了卫星共视法，能够对用时终端的时间进行修正。然而，基于卫星共视法，目前，现有用户的本地标准时间和频率一般先溯源至UTC(k)或卫星数据(例如北斗卫星导航系统(BeiDou Navigation Satellite System，BDS)数据或全球定位系统(Global Positioning System，GPS)数据)。k为各守时单位的代号，再间接溯源到UTC。考虑到单一卫星信号的时延和误差，卫星共视法则采用多个卫星信号计算时差的平均值，以此方法提高时间频率比对精度，从而溯源至UTC(k)。然而，由于UTC(k)或卫星数据受到了人为的干预/调整，其频率特性和可预测性将会下降，从而将影响授时精准度。 [0055] 图1为本发明实施例提供的一种共视数据生成方法的流程图，如图1所示，本实施例提供的共视数据生成方法包括： [0056] 步骤S101，接收卫星测量数据。 [0057] 本实施例提供的共视数据生成方法，应用于采用卫星共视法进行时间校准的接收机。首先，采用卫星共视法，需要接收卫星测量数据，也即接收卫星发送的时间数据。其中，卫星测量数据可以是从全球导航卫星系统(Global Navigation Satellite System，GNSS)接收的测量数据。目前的各种GNSS均提供了时间信息，例如BDS、GPS等，符合各GNSS要求的接收机，均能接收到各GNSS发送的卫星测量数据。但在本实施例中，卫星测量数据还可以是从其他种类的卫星接收的。卫星测量数据可以是从一个卫星接收的，也可以是从多个卫星接收的。若卫星测量数据是从多个卫星接收的，那么可以对从多个卫星接收的卫星测量数据进行处理后，消除各卫星测量数据的偏差，得到修正的卫星测量数据。 [0058] 具体地，接收卫星测量数据，包括通过天线接收卫星信号，将信号进行放大、变频形成中频信号，再进行捕获、跟踪、解调、解算、测量，得到导航电文。 [0059] 步骤S102，获取本地时频测量信号。 [0060] 接着，基于卫星共视法，需要获取本地时频测量信号。本地时频测量信号是接收机本地提供的时间信息的时钟信号的时频测量信号。可以为接收机本地守时结构的时频测量信号。 [0061] 根据接收机的部署位置，获取本地时频测量信号可以包括获取本地守时结构的时频测量信号、本地协调时UTC(k)的时频测量信号、综合原子时TA(k)的时频测量信号，镜像原子钟提供的虚拟时频测量信号中的至少一种，其中k表示守时单位的代号。 [0062] 需要说明的是，步骤S101和步骤S102的执行顺序不以此为限，步骤S101和步骤S102可以同时执行，也可以以任意顺序执行。 [0063] 步骤S103，计算卫星测量数据与本地时频测量信号的时间偏差数据和/或频率偏差数据，作为共视数据。 [0064] 最后，计算卫星测量数据与本地时频测量信号的时间偏差数据和/或频率偏差数据，将其作为共视数据。共视数据可以仅包括卫星测量数据与本地时频测量信号的时间偏差数据，也可以仅包括卫星测量数据与本地时频测量信号的频率偏差数据，也可以同时包括卫星测量数据与本地时频测量信号的时间偏差数据和频率偏差数据。生成的共视数据用于对时钟的时间偏差和/或频率偏差进行校准。 [0065] 将得到本地守时结构与卫星的时间偏差以及电离层延时修正值，进一步对时间偏差进行延时修正，最终经过滤波后得到共视数据。 [0066] 其中，生成共视数据的接收机可以位于用时终端也可以位于守时单位，用时终端和守时单位可以分别根据上述方法生成共视数据，然后守时单位可以根据自身生成的共视数据对用时终端生成的共视数据进行修正，从而对用时终端本地的时钟进行修正。 [0067] 当获取到的时频测量信号为本地守时结构的时频测量信号时，计算卫星测量数据与本地守时结构的时频测量信号的时间偏差数据和/或频率偏差数据，得到共视数据。当获取到的时频测量信号为本地协调时的时频测量信号时，计算卫星测量数据与本地协调时的时频测量信号的时间偏差数据和/或频率偏差数据，得到共视数据。当获取到的时频测量信号为综合原子时的时频测量信号时，计算卫星测量数据与综合原子时的时频测量信号的时间偏差数据和/或频率偏差数据，得到共视数据。或者共视数据是上述任意时间偏差数据和/或频率偏差数据的组合。 [0068] 若获取的本地时频测量信号为本地守时结构的时频测量信号，可以是接收本地守时结构的秒脉冲和频率信号。若获取的本地时频测量信号为本地协调时的时频测量信号，可以是接收本地协调时的秒脉冲和频率信号。若获取的本地时频测量信号为综合原子时的时频测量信号，可以是接收综合原子时的秒脉冲和频率信号。 [0069] 另外，本地协调时和综合原子时由钟组提供，钟组包括至少一台光钟和/或至少一台喷泉钟。 [0070] 优选地，生成的共视数据包括卫星测量数据与综合原子时的时间偏差数据和/或频率偏差数据。 [0071] 优选的，生成的共视数据包括卫星测量数据与综合原子时的时间偏差数据和/或频率偏差数据，并同时包括卫星测量数据与本地协调时的时间偏差数据和/或频率偏差数据。 [0072] 优选的，生成的共视数据包括卫星测量数据与综合原子时的时间偏差数据和/或频率偏差数据，同时另一共视数据包括卫星测量数据与本地协调时的时间偏差数据和/或频率偏差数据。 [0073] 优选的，生成的共视数据包括卫星测量数据与综合原子时的时间偏差数据和/或频率偏差数据，同时另一共视数据包括卫星测量数据与用时终端本地守时结构的时间偏差数据和/或频率偏差数据。 [0074] 本实施例提供的共视数据生成方法，根据卫星测量数据和本地时频测量数据的时间偏差和/频率偏差数据，得到共视数据，采用该共视数据进行时间校准，提高了时间校准的准确度。特别是当本地时频数据为综合原子时的时频测量信号时，由于本地协调时的经过了认为干预/调整，其频率特性可预测性下降，利用综合原子时计算共视数据，将提高使用卫星共视法进行时间校准的稳定度和准确度，缩小校准的时间相对于协调世界时的时间偏差。 [0075] 图2‑图4为本发明实施例提供的共视数据生成方法的具体处理流程图，其中，图2为根据卫星测量数据和本地守时结构的时频测量信号生成共视数据的流程图，图3为根据卫星测量数据和综合原子时的时频测量信号生成共视数据的流程图，图4为根据卫星测量数据和综合原子时和本地协调时的时频测量信号生成共视数据的流程图。 [0076] 其中图2所示处理流程为，接收机接入本地守时结构的秒脉冲和频率信号，通过天线接收卫星信号，将信号进行放大、变频形成中频信号，再进行捕获、跟踪、解调、解算、测量，得到导航电文、本地守时结构与卫星的时间偏差以及电离层延时修正值，进一步对时间偏差进行延时修正，最终经过滤波后得到共视数据。 [0077] 图3所示处理流程在图2的基础上，将综合原子时的秒脉冲和频率信号接入接收机，接收机通过天线接收卫星信号，输出综合原子时的共视数据。 [0078] 图4所示处理流程在图2的基础上，将综合原子时和本地协调时的秒脉冲和频率信号接入接收机，接收机通过天线接收卫星信号，输出综合原子时和本地协调时的共视数据。 [0079] 图5为本发明实施例提供的一种接收机的结构示意图，如图5所示，本实施例提供的接收机包括： [0080] 卫星信号接收单元51，用于接收卫星测量数据；本地信号获取单元52，用于获取本地时频测量信号；共视数据生成模块53，用于计算卫星测量数据与本地时频测量信号的时间偏差数据和/或频率偏差数据，作为共视数据。 [0081] 本实施例提供的接收机用于执行图1所示共视数据生成方法，其实现原理和技术效果乐死，此处不再赘述。 [0082] 进一步地，本地信号获取模块52，具体用于获取本地守时结构的时频测量信号、本地协调时的时频测量信号、综合原子时的时频测量信号，镜像原子钟提供的虚拟时频测量信号中的至少一种。所述镜像原子钟提供的虚拟时频测量信号具体可以是，虚拟的本地守时结构的时频测量信号、本地协调时的时频测量信号、综合原子时的时频测量信号至少一种或者它们之间的任意组合。 [0083] 共视数据生成模块53，具体用于计算卫星测量数据与本地守时结构的时频测量信号的时间偏差数据和/或频率偏差数据、卫星测量数据与本地协调时的时频测量信号的时间偏差数据和/或频率偏差数据、卫星测量数据与综合原子时的时频测量信号的时间偏差数据和/或频率偏差数据中的至少一种，作为共视数据。 [0084] 进一步地，本地守时结构的时频测量信号，包括：本地守时结构的频率和/或秒脉冲；本地协调时的时频测量信号，包括：本地协调时的频率和/或秒脉冲；综合原子时的时频测量信号，包括：综合原子时的频率和/或秒脉冲。 [0085] 进一步地，本地协调时和综合原子时由钟组提供，钟组包括至少一台光钟和/或至少一台喷泉钟。 [0086] 图6为本发明实施例提供的一种接收机的输入/输出结构示意图，如图6所示，接收机通过天线接收卫星测量数据，并接收本地时频测量信号，本地时频测量信号包括秒脉冲和/或频率。其中秒脉冲和/或频率包括本地守时结构的频率和/或秒脉冲、本地协调时的频率和/或秒脉冲、综合原子时的频率和/或秒脉冲。 [0088] 其中参考输入单元用于将本地时频测量信号(可由本地协调时、综合原子时、本地守时结构提供)接入接收机，并将输入的时间频率信号提供给捕获跟踪解算单元。 [0089] 放大变频单元用于将天线接收的无线电卫星信号进行放大和变频处理生成中频信号并提供给捕获跟踪解算单元。 [0090] 捕获跟踪解算单元基于参考输入单元提供的时间频率信号对放大变频单元输出的中频信号进行捕获、跟踪、解算和测量，得到本地时频测量信号与卫星测量数据的时间偏差和/或频率偏差，并将该时间偏差和/或频率偏差交由共视数据处理单元。 [0091] 共视数据处理单元根据捕获跟踪解算单元提供的时间偏差和/或频率偏差数据进行封装和整理后形成共视数据，提交给数据输入输出单元。 [0092] 数据输入输出单元将共视数据通过网络进行发送，也可接收网络上对该接收机的控制信号，实现对接收机的简单配置。 [0093] 图8为本发明实施例提供的另一种接收机的输入/输出结构示意图，如图8所示，接收机能够计算测量卫星与综合原子时的时间偏差和/或频率偏差。 [0094] 图9为本发明实施例提供的另一种接收机的输入/输出结构示意图，如图9所示，接收机能够计算测量卫星与本地协调时的时间偏差和/或频率偏差。 [0095] 图10为本发明实施例提供的另一种接收机的逻辑结构示意图，如图10所示，分别将综合原子时和本地协调时的秒脉冲和频率信号作为本地时频测量信号提供给接收机，通过接收机内部两个不同的参考输入单元分别将综合原子时和本地协调时的时间频率信号提供给两个捕获跟踪解算单元，同时放大变频单元将天线接收的无线电卫星信号进行放大和变频处理生成中频信号并提供给两个捕获跟踪解算单元，最终由两个捕获跟踪解算单元分别基于参考输入单元提供的时间频率信号对放大变频单元输出的中频信号进行捕获、跟踪、解算和测量，得到卫星测量数据与综合原子时的时间偏差和/或频率偏差，以及卫星测量数据与本地协调时的时间偏差和/或频率偏差。 [0096] 在一实施例中，本地守时结构包括参考输入单元、本地时钟和时间频率信号输出单元，其中参考输入单元用于将外部时间频率参考信号驯服本地时钟，实现本地时钟向外部时间频率参考信号的同步；本地时钟用于产生本地时间频率信号，可选的，本地时钟可以是石英晶体振荡器、石英晶体频率标准、原子钟；时间频率信号输出单元用于输出本地时钟产生的秒脉冲和频率信号。 [0097] 图11为本发明实施例提供的一种基于共视数据的时间校准方法的流程图，如图11所示，本实施例提供的基于共视数据的时间校准方法包括： [0098] 步骤S1101，用时终端接收卫星测量数据和用时终端的本地守时结构的时频信号，计算得到卫星测量数据与用时终端的本地守时结构的时频信号的时间偏差数据和/或频率偏差数据，作为第一共视数据，并向至少一个守时单位发送第一共视数据。 [0099] 卫星共视法用于对用时终端的时间进行校准，其中用时终端可以是任一种需要精确时间信号的终端，且用时终端中包括本地守时结构，也即用时终端具有本地时钟。但用时终端的本地守时结构无法提供足够精准的时钟信号，因此本实施例提供一种基于共视数据进行时间校准的方法。本方法由用时终端和守时单位共同参与，其中守时单位和用时终端分别生成共视数据。 [0100] 用时终端接收卫星测量数据和用时终端的本地守时结构的时频信号。其中，用时终端中包括GNSS接收机，接收GNSS卫星的卫星测量数据。用时终端中还包括本地守时结构，能够提供本地时频信号。接着用时终端计算得到卫星测量数据与用时终端的本地守时结构的时频信号的时间偏差数据和/或频率偏差数据，作为第一共视数据。然后用时终端向至少一个守时单位发送第一共视数据。 [0101] 具体地，用时终端可以接收卫星测量数据和用时终端的本地秒脉冲和频率信号。 [0102] 步骤S1102，守时单位接收卫星测量数据和本地时频测量信号，计算得到卫星测量数据与本地时频测量信号的时间偏差数据和/或频率偏差数据，作为第二共视数据，并根据第一共视数据和第二共视数据计算得到修正的时间偏差数据和/或频率偏差数据，并向用时终端发送修正的时间偏差数据和/或频率偏差数据。 [0103] 守时单位同样需要生成共视数据，守时单位中同样包括GNSS接收机，接收GNSS卫星的卫星测量数据。守时单位还能够提供较精确的时频信号，因此守时单位还获取本地时频测量信号，其中本地时频信号可以是本地协调时信号和/或综合原子时信号。接着守时单位计算得到卫星测量数据与本地时频测量信号的时间偏差数据和/或频率偏差数据，作为第二共视数据。然后用守时单位再计算第一共视数据和第二共视数据之间的时间偏差数据和/或频率偏差数据，将其作为修正的时间偏差数据和/或频率偏差数据发送给用时终端。修正的时间偏差数据和/或频率偏差数据用于对用时终端的时钟进行校准。 [0104] 具体地，守时单位计算得到第二共视数据，可以采用如下任一种方法： [0105] 守时单位接收卫星测量数据和本地协调时的时频测量信号，计算得到卫星测量数据与本地协调时的时频测量信号的时间偏差数据和/或频率偏差数据，作为第二共视数据。 [0106] 守时单位接收卫星测量数据和综合原子时的时频测量信号，计算得到卫星测量数据与综合原子时的时频测量信号的时间偏差数据和/或频率偏差数据，作为第二共视数据。 [0107] 守时单位接收卫星测量数据、本地协调时的时频测量信号和综合原子时的时频测量信号，分别计算得到卫星测量数据与本地协调时的时频测量信号的时间偏差数据和/或频率偏差数据，以及卫星测量数据与综合原子时的时频测量信号的时间偏差数据和/或频率偏差数据，根据卫星测量数据与本地协调时的时频测量信号的时间偏差数据和/或频率偏差数据和卫星测量数据与综合原子时的时频测量信号的时间偏差数据和/或频率偏差数据计算得到修正的时间偏差数据和/或频率偏差数据，作为第二共视数据。 [0108] 具体第，守时单位计算并发送修正的时间偏差数据和/或频率偏差数据，包括如下至少一种方式： [0109] 当用时终端进行时间溯源时，根据第一共视数据和第二共视数据计算得到修正的时间偏差数据，并向用时终端发送修正的时间偏差数据；其中，当第二共视数据是根据本地协调时的时频测量信号计算得到的，修正的时间偏差数据为第一共视数据和第二共视数据之差；当第二共视数据是根据综合原子时的时频测量信号计算得到的，修正的时间偏差数据为第一共视数据和第二共视数据之差通过协调世界时补偿后的时间偏差数据。 [0110] 当用时终端进行频率溯源时，根据第一共视数据和第二共视数据计算得到修正的频率偏差数据，并向用时终端发送修正的频率偏差数。 [0111] 当用时终端进行时间和频率溯源时，根据第一共视数据和第二共视数据计算得到修正的时间偏差数据和频率偏差数据，并向用时终端发送修正的时间偏差数据和频率偏差数据；其中，当第二共视数据是根据本地协调时的时频测量信号和综合原子时的时频测量信号共同得到的，修正的时间偏差数据为第一共视数据和根据本地协调时得到的第二共视数据之差，修正的频率偏差数据为第一共视数据和根据本地协调时得到的第二共视数据之差以及第一共视数据和根据综合原子时得到的第二共视数据之差加权平均得到的频率偏差数据。 [0112] 步骤S1103，用时终端根据修正的时间偏差数据和/或频率偏差数据对本地时频信号进行校准。 [0113] 用时终端接收到修正的时间偏差数据和/或频率偏差数据后，对本地时频信号进行校准，从而提高本地时频信号的稳定度和准确度，缩小用时终端时间相对UTC的时间偏差。 [0114] 在一种可能的实现方式中，守时单位为至少两个，且提供本地协调时的守时单位和提供综合原子时的守时单位位于不同地点。 [0115] 在一种可能的实现方式中，守时单位包括用于提供本地协调时和/或综合原子时的钟组，钟组包括至少一台光钟和/或至少一台喷泉钟。 [0116] 在一种可能的实现方式中，第一共视数据和第二共视数据中包括传输时间间隔调节数据，时间间隔调节数据用于表示共视数据中的时间偏差数据之间的采集间隔。其中传输时间间隔调节数据可以为任意时间间隔，例如1秒‑1天中的任意时间间隔。 [0117] 由于本地协调时(UTC(k))经过了人为干预/调整，其频率特性可预测性下降，利用综合原子时(TA(k))将提高用时终端原子钟的频率稳定度和准确度，缩小用时终端时间相对协调世界时(UTC)的时间偏差。 [0118] 用时终端同时受UTC(k)和TA(k)两个时标的驾驭，冗余互备，提升了可靠性。 [0119] 当用时终端的频率源B与TA(k)参考原子钟A的性能相近或更优时，利用TA(k)进行驾驭更能发挥频率源B的性能，使得由频率源B产生的时标等价或优于由原子钟A产生的UTC(k)。 [0120] TA(k)的源头是秒长基准，若用时终端引入TA(k)作为准确的频率参考来驾驭本地原子时标，可使其频率更准确和稳定，相当于秒定义在用时终端复现。 [0121] TA(k)由钟组进行守时产生，频率稳定性更强，更适合作为参考来评估用时终端频率源的频率特性； [0122] 通过TA(k)有助于用时终端向UTC溯源，适用于国际合作。TA(k)的目的是复现秒定义，若用时终端引入TA(k)作为准确的频率参考来驾驭本地频率源(原子钟或晶振)的频率，可使其获得的频率更准确、稳定。此外，当UTC(k)/BDS/GPS或TA(k)二者中其中一个临时中断或无信号时，另一个能起到冗余互备的作用，提升了可靠性，并且TA(k)可通过GNSS等共视法进行时间频率传递，则TA(k)和UTC(k)/BDS/GPS的产生可不在同一地点。其中BDS/GPS为GNSS卫星定位系统。 [0123] 下面以具体实施例对用时终端时间频率溯源的具体步骤进行详细说明： [0124] 步骤a)当用时终端仅依靠卫星测量数据(BDS/GPS)进行时间和频率溯源时，可通过GNSS接收机产生的共视数据(CGGTTS文件)获得与BDS/GPS的一组时差，将该时差数据采用“两点时差法”或“拟合法”计算用时终端的相对频率偏差，该方式仅在用时终端即可完成。 [0125] 步骤b)当用时终端依靠BDS/GPS进行时间溯源，依靠UTC(k)进行频率溯源时，将GNSS接收机产生的共视数据(CGGTTS文件)通过协议发送至守时单位，守时单位通过用时终端的一组共视数据和UTC(k)的一组共视数据相减，得到用时终端和UTC(k)的一组时差数据，将该时差数据采用“两点时差法”或“拟合法”计算用时终端的相对频率偏差，守时单位将该相对频率偏差通过协议返回至用时终端。 [0126] 步骤c)当用时终端依靠BDS/GPS进行时间溯源，依靠TA(k)进行频率溯源时，将GNSS接收机产生的共视数据(CGGTTS文件)通过协议发送至守时单位，守时单位通过用时终端的一组共视数据和TA(k)的一组共视数据相减，得到用时终端和TA(k)的一组时差数据，将该时差数据采用“两点时差法”或“拟合法”计算用时终端的相对频率偏差，守时单位将该相对频率偏差通过协议返回至用时终端。 [0127] 步骤d)当用时终端仅依靠UTC(k)进行时间和频率溯源时，将GNSS接收机产生的共视数据(CGGTTS文件)通过协议发送至守时单位，守时单位通过用时终端的一组共视数据和UTC(k)的一组共视数据相减，得到用时终端和UTC(k)的一组时差数据，该时差数据可直接作为返回用时终端的时差数据，将该时差数据采用“两点时差法”或“拟合法”计算用时终端的相对频率偏差，守时单位将该时差及相对频率偏差通过协议返回至用时终端。 [0128] 步骤e)当用时终端仅依靠TA(k)进行时间和频率溯源时，将GNSS接收机产生的共视数据(CGGTTS文件)通过协议发送至守时单位，守时单位通过用时终端的一组共视数据和TA(k)的一组共视数据相减，得到用时终端和TA(k)的一组时差数据，将该时差数据采用“两点时差法”或“拟合法”计算用时终端的相对频率偏差，守时单位将该相对频率偏差及通过与UTC进行补偿后的时差通过协议返回至用时终端。 [0129] 步骤f)当用时终端依靠UTC(k)和TA(k)进行时间频率溯源时，即实现冗余互备，又综合了两个时标来提高可靠性，将GNSS接收机产生的共视数据(CGGTTS文件)通过协议发送至守时单位，守时单位通过用时终端的一组共视数据和UTC(k)的一组共视数据相减，得到用时终端和UTC(k)的一组时差数据，将该时差数据采用“两点时差法”或“拟合法”计算用时终端与UTC(k)的相对频率偏差f1，守时单位再通过用时终端的同一组共视数据和TA(k)的一组共视数据相减，得到用时终端和TA(k)的一组时差数据，将该时差数据采用“两点时差法”或“拟合法”计算用时终端与TA(k)的相对频率偏差f2，对f1和f2进行加权平均，得到[0130] [0131] 守时单位将用户终端与UTC(k)的时差及f通过协议返回至用时终端；若TA(k)由光钟或铯原子喷泉钟参与驾驭，则用时终端的频率向TA(k)溯源的过程，即是将秒定义传递给用时终端，使用时终端的频率高度准确和稳定。 [0132] 图12为本发明实施例提供的一种基于共视数据的时间校准系统的结构示意图，如图12所示，本实施例提供的基于共视数据的时间校准系统包括：用时终端和守时单位。 [0133] 用时终端包括第一接收机和终端节点，第一接收机用于接收卫星测量数据和终端节点本地守时结构的时频测量信号，计算得到卫星测量数据与用时终端的本地守时结构的时频信号的时间偏差数据和/或频率偏差数据，作为第一共视数据。终端节点用于向守时单位发送第一共视数据。 [0134] 守时单位包括第二接收机和钟组，第二接收机用于接收卫星测量数据和钟组的时频测量信号，计算得到卫星测量数据与本地时频测量信号的时间偏差数据和/或频率偏差数据，作为第二共视数据，并根据第一共视数据和第二共视数据计算得到修正的时间偏差数据和/或频率偏差数据，并向用时终端发送修正的时间偏差数据和/或频率偏差数据。 [0135] 终端节点还用于根据修正的时间偏差数据和/或频率偏差数据对本地时频信号进行校准。 [0136] 如图12所示，用时终端的将本地秒脉冲和频率信号输入给接收机，并接收接收机输出的共视数据，将该共视数据发送给守时单位，守时单位将本地秒脉冲和频率信号输入给接收机，并接收接收机输出的共视数据，由守时单位进行用时终端与守时单位时差和频差的计算，最后将时差和频差数据通过协议返回至用时终端，用时终端根据该时差和频差数据对本地时间和频率进行修正，实现远程校准。 [0137] 用时终端时间的溯源可以通过GNSS接收机从TA(k)/UTC(k)/BDS/GPS获取，具体可通过直接接收BDS/GPS发播的无线电信号，再进行解调、解码；也可通过GNSS共视法与UTC(k)进行比对，用时终端将共视数据(CGGTTS文件)通过协议发送至数据处理及信息发布平台，由平台进行用户与UTC(k)时差的计算，最后将时差数据通过协议返回至用时终端；还可通过GNSS共视法与TA(k)进行比对，比对产生的时差还需数据处理及信息发布平台对该时差进行与UTC的补偿，最后再将补偿后的时差数据通过协议返回至用时终端。 [0138] 用时终端频率的溯源通过GNSS接收机产生共视数据后，经协议封装后发送至数据处理及信息发布平台，由平台进行用户与TA(k)频率偏差的计算，最后将频率偏差数据通过协议返回至用时终端，从而实现用时终端的频率向TA(k)靠近。当无法获得用户与TA(k)频率偏差时，可用UTC(k)/BDS/GPS代替TA(k)进行频率偏差的计算。 [0139] 其中，UTC(k)和TA(k)可处于同一地点，则仅需布置一个数据处理及信息发布平台，如图12所示。UTC(k)和TA(k)还可以不位于同一地点，用时终端均通过GNSS共视法与其比对，因此数据处理及信息发布平台可分别布置于UTC(k)和TA(k)所处守时单位，如图13所示，图13为本发明实施例提供的另一种基于共视数据的时间校准系统的结构示意图。 [0140] 数据处理及信息发布平台，平台通过协议接收用时终端发送的共视数据，用于与UTC(k)、多台原子钟以及TA(k)进行时差和相对频率偏差的计算，将该时差和相对频率偏差数据进行存储和展示，并通过协议返回给用时终端。平台定期对用时终端的时差和相对频率偏差数据进行分析(长期时差和频差范围、频率稳定度及相对频率偏差)，达到监测目的，同时将各用时终端的原子钟数据(原子钟与TA(k)的时差)加入TA(k)的计算，使得TA(k)参与计算的原子钟越来越多。此外，平台还收集UTC(k)的共视数据和TA(k)的共视数据，守时单位每台原子钟与UTC(k)的时差，以及每台原子钟与TA(k)的时差。 [0141] 用时终端频率的溯源通过GNSS接收机产生共视数据后，经协议封装后发送至数据处理及信息发布平台，由平台进行用户与TA(k)频率偏差的计算，最后将频率偏差数据通过协议返回至用时终端，从而实现用时终端的频率向TA(k)靠近。当无法获得用户与TA(k)频率偏差时，可用UTC(k)/BDS/GPS代替TA(k)进行频率偏差的计算。UTC(k)和TA(k)处于同一地点，则仅需布置一个数据处理及信息发布平台。 [0142] 作为一种实施方式，UTC(k)和TA(k)可不位于同一地点，用户终端均通过GNSS共视法与其比对，因此数据处理及信息发布平台可分别布置于UTC(k)和TA(k)所处实验室。 [0143] 用时终端监控中心，当用时终端的时间和频率得到溯源后，根据用时单位的需求，可建立用时终端监控中心对各个用时终端的时间和频率进行数据交互，达到对用时单位内部各用时终端的时间频率监测目的。 [0144] 具体的，守时单位包括钟组。 [0145] 具体的，由钟组提供本地协调时或者综合原子时。优选的，钟组至少包括一台光钟。优选的，钟组至少包括一台喷泉钟。 [0146] 具体的，守时单位可以包括不少于两个。优选的，守时单位均提供本地协调时和综合原子时。优选的，守时单位生至少提供本地协调时或者综合原子时。优选的，存在至少一个守时单位提供综合原子时，至少一个守时单位提供本地协调时。 [0147] 具体的，用户终端包括终端节点。终端节点输出频率和/或秒脉冲。 [0148] 具体的，守时单位与用时终端通过协议进行通讯和/或数据交互。 [0149] 优选的，协议至少包括时差，频差，ID以及共视数据中的至少一项。 [0150] 优选的，协议至少包括时差，频差，以及共视数据。 [0151] 具体的，用时终端监控中心与用时终端进行数据交互。 [0152] 本发明实施例还包括一种用时终端，包括：接收机和终端节点；其中接收机包括如图4所示实施例的接收机。终端节点用于向守时单位发送接收机计算的共视数据，并接收守时单位发送的修正的时间偏差数据和/或频率偏差数据，并根据修正的时间偏差数据和/或频率偏差数据对本地时频信号进行校准。可选地，用时终端包括镜像原子钟，用于提供本地时频信号。 [0153] 具体地，本发明实施例提供的用时终端，其包括共视数据，并对共视数据中包含的相同或者不同类型的时间偏差和/或频率偏差进行加权计算。 [0154] 作为一种实施方式，用户终端进一步包括镜像原子钟。 [0155] 优选的，当用时终端依靠UTC(k)和TA(k)进行时间频率溯源时，即实现冗余互备，又综合了两个时标来提高可靠性，将GNSS接收机产生的共视数据(CGGTTS文件)通过协议发送至守时单位，守时单位通过用时终端的一组共视数据和至少一组UTC(k)的共视数据相减，得到用时终端和至少一组UTC(k)的时差数据，将该时差数据采用“两点时差法”或“拟合法”计算用时终端与UTC(k)的相对频率偏差fi。 [0156] 守时单位再通过用时终端的同一组共视数据和至少一组TA(k)的共视数据相减，得到用时终端和至少一组TA(k)的时差数据，将该时差数据采用“两点时差法”或“拟合法”计算用时终端与TA(k)的相对频率偏差fj，对至少一个fi和至少一个fj进行加权平均得到f，得到守时单位将用户终端与UTC(k)的时差及f通过协议返回至用时终端。 [0157] ω权值的计算，可选的，用UTC来评估UTC(k)和TA(k)的时间稳定度、频率稳定度、相对频率偏差、时间频差，综合选择时间稳定度、频率稳定度、相对频率偏差、时间频差指标来分配权值；也可用光钟来评估UTC(k)和TA(k)的时间稳定度、频率稳定度、相对频率偏差、时间频差，综合选择时间稳定度、频率稳定度、相对频率偏差、时间频差指标来分配权值。 [0158] UTC(k)和TA(k)的权值之和为1。 [0159] UTC(k)时刻准、TA(k)频率准，标准时间输出信号采用两个技术指标评价：1)时间准确；2)频率准确，通常依据使用目标的不同，各有侧重，加权方式依据使用目标确定。 [0160] 本发明实施例还提供一种时间戳生成方法，包括：采用本发明实施例提供的用时终端获取校准后的时频信号；根据校准后的时频信号为时间戳服务器授时，并加盖时间戳。 [0161] 时间戳是一个能表示一份数据在某个特定时间之前已经存在的、完整的、可验证的数据，而时间戳系统就是用来产生时间戳的可信第三方。时间戳系统可以作为数字证书认证系统一个组件提供服务，也可以单独提供服务。时间戳可以被广泛的运用在知识产权保护、合同签字、金融帐务、电子报价投标、股票交易、遗嘱或其他声明、个人文件管理等方面。特别是我国《中华人民共和国电子签名法》的正式发布，为电子签名赋予了法律效力，电子签名获得了与现实世界中的签名同等地位，而时间戳服务在电子签名中扮演着至关重要的作用。 [0162] 将经过UTC(k)和TA(k)驾驭后的用时终端时间传递至时间戳服务器，可提高时间戳服务器的打戳时间分辨力，更精密的区分打戳数据的先后顺序，提高时间戳服务器的服务能力。如图14所示，图14为本发明实施例提供的时间戳生成方法的应用示意图。 [0163] 本发明实施例还提供一种数据挖掘方法，包括：采用本发明实施例提供的用时终端获取校准后的时频信号；根据校准后的时频信号为多个数据挖掘服务器授时，以使多个数据挖掘服务器根据校准后的时频信号完成数据的精确排序和/或筛选。 [0164] 在物联网、金融、交通等领域，对大数据和人工智能等智能化技术的需求越来越广泛，随之带来的问题是在海量数据中如何做到精确的排序和筛选，关系到后续的数据挖掘和分析，提炼有价值的信息有助指导各行业发展。 [0165] 时间是数据分析的一个主要的维度，目前异地多点产生的大量数据，其时间保持的偏差并没有量化，所有时间同步的没有确切可信的实验数据作为支撑，也缺乏相应的保障措施。尤其是，距离跨度大、同步时间不一致、设备种类不一致及长期连续运行，缺乏性能指标监测手段。广泛采用的单项授时方式，不能实现量化的时间同步需求。 [0166] 如图15所示，图15为本发明实施例提供的数据挖掘方法的应用示意图。经过该方案的时间频率传递技术，可使得用时终端具备高准确、稳定和可靠的时间，使各业务逻辑和数据用该时间进行准确标记，为大数据分析和人工智能提供有力支撑，提高辅助决策的真实和有效性。 [0167] 需要说明的是，在本发明各个实施例中的各功能单元/模块可以集成在一个处理单元/模块中，也可以是各个单元/模块单独物理存在，也可以是两个或两个以上单元/模块集成在一个单元/模块中。上述集成的单元/模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元/模块的形式实现。 [0168] 通过以上的实施方式的描述，所属领域的技术人员可以清楚地了解应当理解，可以以硬件、软件、固件、中间件、代码或其任何恰当组合来实现这里描述的实施例。对于硬件实现，处理器可以在一个或多个下列单元中实现：专用集成电路(ASIC)、数字信号处理器(DSP)、数字信号处理设备(DSPD)、可编程逻辑器件(PLD)、现场可编程门阵列(FPGA)、处理器、控制器、微控制器、微处理器、设计用于实现这里所描述功能的其他电子单元或其组合。对于软件实现，实施例的部分或全部流程可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成。 实现时，可以将上述程序存储在计算机可读介质中或作为计算机可读介质上的一个或多个指令或代码进行传输。计算机可读介质包括计算机存储介质和通信介质，其中通信介质包括便于从一个地方向另一个地方传送计算机程序的任何介质。存储介质可以是计算机能够存取的任何可用介质。计算机可读介质可以包括但不限于RAM、ROM、EEPROM、CD‑ROM或其他光盘存储、磁盘存储介质或者其他磁存储设备、或者能够用于携带或存储具有指令或数据结构形式的期望的程序代码并能够由计算机存取的任何其他介质。 [0169] 注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。 |
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