基于北斗和gps双卫星系统的塔钟自动校时方法
【技术领域】
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[0001]本发明涉及大型钟表的自动校时，特别涉及一种利用北斗和GPS双卫星系统进行塔钟自动校时方法。
【背景技术】
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[0002]众所周知，虽然在高精度数字计时系统高度发展的情况下，但大型指针式计时钟无论在民用和公用场合仍处于无可取代的地位。大型塔钟主要用于大型公共场合，如车站、广场、机场等，不仅作为一个计时工具，还能作为一个标志性的景观。
[0003]但是目前的情况是十个塔钟九个不准，为了解决这个问题，国内很多都是采用人工校时和采用数字钟的时间基准信号控制指针式时钟运行的方法，这种方法费时费力，不能同步更新时间。
[0004]目前，使用最多的是开环控制手段。这种控制方法的缺点在于电子系统无法了解时钟指针的确切位置，无法自行调整指针位置的偏差，一旦发生错误，必须人工校时。为了提高在室外较恶劣环境使用的可靠性，部分塔钟使用简单的机械定位返控和光电码盘控制，保证了每步转动位置的相对准确，但对于已存在的指针位置错误无法发现并纠正。只有采用全数字光电码盘定位才能实现指针与数字时间的同步，不过其定位精度要求越高，所需的控制连线也越多，360度钟面上每分(秒)刻度间隔3度，按三分之一刻度精度控制要求，定位精度I度，每个钟针0-359的二进制数取得需要10根连线，恶劣环境下使用冗余设计至少需20根线，安装调试维修麻烦，很难推广使用。
[0005]近年来，随着我们北斗卫星的发展和美国GPS全球定位系统应用的普及，产品民用化程度越来越高，如何使用北斗卫星和GPS系统的时钟校时功能，并且能够运用到大型机械时钟的校时方面，这个是需要我们解决的一个课题。
【发明内容】
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[0006]鉴于上述技术问题，本发明提供了一种基于北斗和GPS双卫星系统的塔钟自动校时方法。该方法可以实现指针式塔钟与数字时间同步，无需人工值守，从而根本上解决公共场合指针式时钟不准的难题。
[0007]本发明的具体技术方案如下:
[0008]基于北斗和GPS双卫星系统的塔钟自动校时方法，该方法的具体步骤如下:
[0009]a.以北斗卫星系统的高精度原子时钟为主时间参考，由接收机通过接收该时间信号确定为第一本地参考时间；以GPS卫星系统的高精度原子时钟为副时间参考，由接收机通过接收该时间信号确定为第二本地参考时间；
[0010]b.由基准时间比较器将北斗卫星系统的第一本地参考时间与GPS卫星系统的第二本地参考时间进行时间参数对比，若第一本地参考时间与第二本地参考时间两者一致时，则将该参考时间作为当下本地塔钟基准校时时间；若第一本地参考时间与第二本地参考时间两者不一致时，则将第一本地参考时间作为本地塔钟基准校时时间，或者延用本地时钟时间作为本地塔钟基准校时时间；
[0011]c.在塔钟的时、分、秒每个针轴上各连接安置一旋转变压器，所述每个旋转变压器实时地将各针轴指针运行时的角度位置信号采集后通过所连接的旋变DSP转换器转换成现实角度数据；
[0012]d.设置角度数据比较器，将之前确定的本地塔钟基准校时时间转换成实时的基准角度数据，并与同由对应每个指针的旋转变压器所搜集的现实角度数据进行对比；当基准角度数据与现实角度数据一致时，表示塔钟时间精准无需校时；当基准角度数据与现实角度数据不一致时，角度数值比较器会向塔钟驱动装置发送驱动信号，由该塔钟驱动装置来实时的将各指针调整到准确的时间。；
[0013]e.所述方法在一定周期内循环重复上述步骤来实现自动校时。
[0014]上述方案中，所述步骤c中在塔钟的时、分、秒每个针轴上通过套接或者传动齿轮连接的方式各安置一旋转变压器。
[0015]上述方案中，所述步骤d中，当基准角度数据与现实角度数据不一致时，如基准角度数据大于现实角度数据，表示塔钟实际时间慢于基准校时时间，角度数值比较器通过向塔钟驱动装置发送顺时针驱动指令，由塔钟驱动装置来正向调整该指针到准确的时间；如基准角度数据小于于现实角度数据，表示塔钟实际时间快于基准校时时间，角度数值比较器通过向塔钟驱动装置发送逆时针驱动指令，由塔钟驱动装置来反相调整该指针到准确的时间。
[0016]上述方案中，所述方法自动校时的周期为10分钟。
[0017]本发明所述塔钟自动校时方法把时间数字转换为每根钟针分别对钟面原点(12点)的相对角度，突破了传统的时分秒针之间固定齿轮比的传动系统(即设计制造都比较复杂的机械钟机芯)，并利用闭环控制方式，使每个钟针都可分别用通用件齿轮传动迅速定位到正确的时间表示位置。这样不仅克服了现有的各类控制系统的缺点，而且还保证了指针式塔钟与数字时间同步，无需人工值守，能从根本上解决公共场合指针式时钟不准的难题。
[0018]需要指出的是，采用本发明后，在实际校时过程中，可以使得塔钟误差小于10微秒，钟针角度偏差小于±1.5度。
【附图说明】
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[0019]以下结合附图和【具体实施方式】来进一步说明本发明。
[0020]图1为本发明所述方法在具体实施过程中的系统框图。
[0021]图2为本发明系统中塔钟钟面、种针和旋转变压器的结构示意图。
[0022]图3为本发明所述方法系统在具体实施过程中旋转变压器的接线端子的示意图。
【具体实施方式】
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[0023]为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。
[0024]如图1所示，作为本发明所述方法的实现系统，该系统包括塔钟101、旋转变压器102、旋变DSP转换器103、角度数据比较器104、塔钟驱动装置105、卫星信号接收机106以及基准时间比较器107。
[0025]其中，角度数据比较器104分别连接旋变DSP转换器103、塔钟驱动装置105以及基准时间比较器107。基准时间比较器107连接卫星信号接收机106。旋变DSP转换器103分别连接若干与塔钟101指针相连接的旋转变压器102 (本例中为三个旋转变压器)。旋转变压器102则用来采集塔钟各指针轴的运行物理量。
[0026]该系统的根据以下步骤来实现对塔钟时间的自动校时的本发明方法:
[0027]步骤一:以