专利名称:一种高精度守时时间装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及电网设备中的时间同步技术领域：
，特别是一种基于全球定位系统的高精度守时时间装置。
背景技术：
在全球定位系统同步授时功能的实际应用中，卫星的调整，天线受到干扰或者GPS接收机的故障等，都会造成卫星失星的现象，从而导致GPS接收机在短时间内失步，如果此时电网发生故障，不利于高效的发现问题和明确故障所在，为保证电网中相量测量单元，保护单元等设备的统一性和准确性，必须建立高精度，高稳定性的授时系统。
发明内容
本实用新型的目的是提供一种高精度守时时间装置，其能够在GPS时钟源失步的情况下也能实现高精度授时，为电网的安全运行提供时间同步基础。
为实现上述目的，本实用新型采取的技术方案为:一种高精度守时时间装置，由处理器、GPS接收机、晶振、秒脉冲生成模块和测量时间差模块组成；
GPS接收机接收GPS时钟秒脉冲信号，并发送至处理器以及测量时间差模块；同时GPS接收机根据接收到的信号判断GPS是否失步；并将判断结果发送至处理器；
处理器控制晶振的振荡频率；晶振输出晶振脉冲信号至处理器以及秒脉冲生成模块；
处理器根据接收到的GPS失步判断结果，控制秒脉冲生成模块对接收到的晶振脉冲信号进行处理，并将处理后的结果输出至测量时间差模块；
测量时间差模块对接收到的GPS时钟秒脉冲信号与处理后的晶振秒脉冲信号进行对比，并将对比结果输出至处理器；
处理器还对接收到的GPS时钟秒脉冲信号、晶振脉冲信号以及测量时间差模块输出的对比结果进行处理，然后输出守时时间信号。
上述秒脉冲生成模块可在处理器的控制下记录晶振脉冲信号或生成晶振秒脉冲信号。秒脉冲生成模块与测量时间差模块皆可利用现有电路技术实现。
在应用时，处理器通过调节向晶振输出的电压值来控制晶振的振荡频率，使晶振输出稳定；GPS接收机接收GPS时钟信号并进行判断是否失步，如GPS正常没有失步，则测量时间差模块可将GPS时钟脉冲信号与晶振秒脉冲信号进行对比，并输出对比结果；处理器根据获取的测量时间差模块输出的对比结果，输出调整后的时钟秒脉冲；如GPS失步，则处理器直接利用晶振产生的脉冲信号产生秒脉冲信号，输出守时状态下的秒脉冲。
进一步的，本实用新型中的GPS接收机采用现有GPS接收机，一种具体实施例为Motorola公司的M12 ONCORE GPS接收器，其能够同时跟踪12颗卫星，对时精度高，在收星有效情况下精度误差小于500ns，可保证本实用新型装置的对时精确度。GPS接收机中含有GPS时标接收和发送模块，其主要功能是完成GPS时标信息的串口接收和发送；如果GPS时标信息中接收到的卫星个数大于等于3，则表明GPS未失步，GPS时标接收和发送模块直接转发接收到的GPS时标报文，同时将未失步标志发送至处理器，以控制秒脉冲生成模块对晶振脉冲信号的处理；如果卫星个数小于3则标识为失步。
更进一步的，本实用新型所述晶振采用恒温晶振，具体可选用晶科的高精度恒温晶振，其频率为10MHZ，稳定度达到1X10-9S，精确度为2X10-9S。处理器记录接收到的晶振脉冲信号，并通过调整晶振的输入电压值控制晶振的振荡频率，从而稳定晶振的输出信号。
本实用新型所述处理器可采用FPGA，其可结合现有软件技术实现对秒脉冲生成模块、晶振的控制，以及其它信号处理功能。
本实用新型的有益效果为，在GPS时钟正常时，处理器能够利用GPS时钟秒脉冲信号配合恒温晶振实现系统精确守时；在6 5失步时，处理器利用晶振产生的晶振秒脉冲依旧可实现系统守时，可为电网的安全运行提供时间同步基础。
图1所示为本实用新型的结构示意图。
具体实施方式
为使本实用新型的内容更加明显易懂，以下结合附图和具体实施方式
做进一步描述。
如图1所示的一种具体实施例，本实用新型由处理器、GPS接收机、晶振、秒脉冲生成模块和测量时间差模块组成；GPS接收机接收GPS时钟秒脉冲信号，并发送至处理器以及测量时间差模块；同时GPS接收机根据接收到的信号判断GPS是否失步；并将判断结果发送至处理器；处理器控制晶振的振荡频率；晶振输出晶振脉冲信号至处理器以及秒脉冲生成模块；处理器根据接收到的GPS失步 判断结果，控制秒脉冲生成模块对接收到的晶振脉冲信号进行处理，并将处理后的结果输出至测量时间差模块；测量时间差模块对接收到的GPS时钟秒脉冲信号与处理后的晶振秒脉冲信号进行对比，并将对比结果输出至处理器；处理器还对接收到的GPS时钟秒脉冲信号、晶振脉冲信号以及测量时间差模块输出的对比结果进行处理，然后输出守时时间信号。
上述实施例中，处理器可采用FPGA ；GPS接收机采用现有的Motorola公司的M12ONCORE GPS接收器，其能够同时跟踪12颗卫星，对时精度高，在收星有效情况下精度误差小于500ns ;晶振米用恒温晶振，具体可选用晶科的闻精度恒温晶振，其频率为10MHZ,稳定度达到1X10-9S，精确度为2X10-9S ;可提高系统的守时精确度。
现有的GPS接收机中含有GPS时标接收和发送模块，其主要功能是完成GPS时标信息的串口接收和发送；如果GPS时标信息中接收到的卫星个数大于等于3，则表明GPS未失步，GPS时标接收和发送模块直接转发接收到的GPS时标报文，同时将未失步标志发送至处理器，以控制秒脉冲生成模块对晶振脉冲信号的处理；如果卫星个数小于3则标识为失
止/J/ O
秒脉冲生成模块可在处理器的控制下记录晶振脉冲信号或生成晶振秒脉冲信号。秒脉冲生成模块与测量时间差模块皆可利用现有电路技术实现。
在应用时，处理器记录接收到的晶振脉冲信号，并通过调整晶振的输入电压值控制晶振的振荡频率，从而稳定晶振的输出信号；GPS接收机接收GPS时钟信号并进行判断是否失步，如GPS正常没有失步，则测量时间差模块可将GPS时钟脉冲信号与晶振秒脉冲信号进行对比，并输出对比结果；处理器根据获取的测量时间差模块输出的对比结果，进行处理后输出调整后的时钟秒脉冲；如GPS失步，则处理器直接利用晶振产生的脉冲信号产生秒脉冲信号，输出守时状态下的秒脉冲。FPGA处理器对秒脉冲生成模块、晶振的控制，以及相关信号处理功能，皆可结合现有软件技术实现。
本实用新型中所述具体实施案例仅为本实用新型的较佳实施案例而已，并非用来限定本实用新型的实施范围。即凡依本实用新型申请专利范围的内容所作的等效变化与修饰，都应作为本实用新型的技术范畴。
权利要求
1.一种高精度守时时间装置，其特征是，由处理器、GPS接收机、晶振、秒脉冲生成模块和测量时间差模块组成； GPS接收机接收GPS时钟秒脉冲信号，并发送至处理器以及测量时间差模块；同时GPS接收机根据接收到的信号判断GPS是否失步；并将判断结果发送至处理器； 处理器控制晶振的振荡频率；晶振输出晶振脉冲信号至处理器以及秒脉冲生成模块；处理器根据接收到的GPS失步判断结果，控制秒脉冲生成模块对接收到的晶振脉冲信号进行处理，并将处理后的结果输出至测量时间差模块； 测量时间差模块对接收到的GPS时钟秒脉冲信号与处理后的晶振秒脉冲信号进行对t匕，并将对比结果输出至处理器； 处理器还对接收到的GPS时钟秒脉冲信号、晶振脉冲信号以及测量时间差模块输出的对比结果进行处理，然后输出守时时间信号。
2.根据权利要求
1所述的高精度守时时间装置，其特征是，所述晶振采用IOMHZ恒温晶振。
3.根据权利要求
1·所述的高精度守时时间装置，其特征是，所述处理器釆用FPGA。
专利摘要
本实用新型公开一种高精度守时时间装置，其由处理器、GPS接收机、晶振、秒脉冲生成模块和测量时间差模块组成；GPS接收机接收GPS时钟秒脉冲信号，并发送至处理器以及测量时间差模块；同时GPS接收机判断GPS是否失步并将判断结果发送至处理器；晶振输出晶振脉冲信号至处理器以及秒脉冲生成模块；处理器根据GPS失步判断结果控制秒脉冲生成模块对晶振脉冲信号进行处理，并输出处理结果至测量时间差模块；测量时间差模块对GPS时钟秒脉冲信号与处理后的晶振秒脉冲信号进行对比，并输出对比结果至处理器；处理器还对接收到时钟脉冲信号进行处理，然后输出守时时间信号。本实用新型能够在GPS失步的情况下也能实现高精度授时。
文档编号G04R20/04GKCN203164620SQ201320089481
公开日2013年8月28日 申请日期2013年2月27日
发明者赵峰, 吴俊华 申请人:南京讯汇科技发展有限公司导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan