专利名称：一种时间同步设备时间基准冗余信号智能测试系统与方法
技术领域：
本发明涉及时间同步与时间频率测试，特别是涉及一种时间同步设备时间基准冗余信号智能测试系统与方法。
背景技术：
现有时间频率测试设备只能对某种单一的时间频率信号进行性能测试，不能对时间同步设备复杂业务性能和功能的进行包括时间基准冗余信号测试在内的综合测试。时间基准冗余信号测试是被测试的时间同步设备在失去多余重复配置的三种外部时间基准冗余信号全球定位系统(Global Positioning System,缩略词为GPS)时间信号、北斗时间信号和国际祀场仪器组(Inter Range Instrumentation Group,缩略词为IRIG)_B时间码(以下简称IRIG-B码)中的一种时，对三者之间或者对GPS卫星信号、IRIG-B码二者之间的信号冗余切换功能进行测试，用户通过由通讯链路建立通讯连接的测试分析管理软件分别向时标脉冲测试设备和IRIG-B码测试设备下达基准冗余信号切换功能测试任务，受控对被测试的时间同步设备在外部时间基准冗余信号切换过程中所输出的IPPS及IRIG-B 码进行测试，包括测试数据采集与存储，以及切换过程记录，以便对测试数据进行管理和分析。但是，至今尚未见有对时间同步设备的基准冗余信号切换功能进行智能化测试的系统与方法。
发明内容
本发明所要解决的一个技术问题是弥补上述现有技术的缺陷，提供一种时间同步设备时间基准冗余信号切换功能智能测试系统。本发明所要解决的另一个技术问题是弥补上述现有技术的缺陷，提供一种时间同步设备时间基准冗余信号切换功能智能测试方法。本发明的时间同步设备时间基准冗余信号切换功能的智能测试系统技术问题通过以下技术方案予以解决。这种时间同步设备时间基准冗余信号切换功能智能测试系统，包括接收卫星时间信号作为测试的时间信号标准源的GPS/北斗天线接收器、运行测试分析管理程序的管理机，以及分别通过通讯链路连接管理机实现程控的时间频率标准源、时标脉冲测试设备、 IRIG-B码测试设备。这种时间同步设备时间基准冗余信号切换功能智能测试系统的特点是设有智能时间频率信号切换器，所述智能时间频率信号切换器通过通讯链路与所述管理机连接，还分别与所述GPS/北斗天线接收器、所述时间频率标准源、所述时标脉冲测试设备、所述IRIG-B码测试设备，以及被测试的时间同步设备连接。所述管理机的程控通过运行于管理机中的测试分析管理程序实现，三种外部时间基准冗余信号的优先级由高到低分别为GPS卫星时间信号、北斗卫星时间信号和IRIG-B 码，分别受智能时间频率信号切换器程控配置为接通或关断状态，所述被测试的时间同步设备同一时刻只获取GPS时间信号、北斗时间信号和IRIG-B码中的一种较高优先级的时间基准信号作为时间参考基准，当某一较高优先级的时间基准为不可用时，则自动采用次高优先级的信号作为时间参考基准，当较高优先级的时间基准信号恢复为可用时，将自动采用其作为时间参考基准，当所有外部时间基准信号全部为不可用时，被测试时间同步设备进入到自身守时模式，持续输出相应的时间信号。由所述智能时间频率信号切换器分别进行如下的程控切换将作为时间信号标准源的GPS/北斗天线接收器输出的标准时间信号GPS时间信号进行扩展，并分别程控切换至所述时间频率标准源和所述IRIG-B码测试设备，将所述时间信号标准源输出的标准时间信号=GPS时间信号和北斗时间信号进行扩展，并程控切换至所述被测试的时间同步设备作为时间参考基准；将所述时间频率标准源输出的IPPS时标脉冲信号程控切换至所述时标脉冲测试设备作为参考IPPS时标脉冲信号，将所述时间频率标准源输出的基准IRIG-B码程控切换至所述被测试的时间同步设备作为时间参考基准；将所述被测试的时间同步设备输出的被测试IPPS时标脉冲信号程控切换至所述时标脉冲测试设备，将所述被测试的时间同步设备输出的被测试IRIG-B码程控切换至所述IRIG-B码测试设备。本发明的时间同步设备时间基准冗余信号切换功能智能化测试系统技术问题通过以下进一步的技术方案予以解决。所述GPS/北斗天线接收器为型号为DY-GABR045P00A的天线接收器，所述GPS/北斗天线接收器接收GPS时间信号和北斗时间信号，并将其输入到智能时间频率信号切换器中进行放大，且扩展为多路，其中I路GPS时间信号输出至IRIG-B码测试设备5作为IRIG-B 码设备的时间信号源，I路GPS时间信号和I路北斗时间信号分别输出至被测试时间同步设备作为被测试时间同步设备的卫星时间基准信号，I路GPS时间信号输出至时间频率标准源作为时间频率标准源的时间信号源。所述时间频率标准源为型号为TSC4400的时间频率基准源,所述时间频率标准源接收由智能时间频率信号切换器扩展输出的GPS卫星时间信号，对内其内部时钟进行驯服，输出高精度的IPPS时标脉冲和IRIG-B码至智能时间频率信号切换器，并由智能时间频率信号切换器转接，其中，转接后的IPPS时标脉冲信号输出至时标脉冲测试设备作为时标脉冲测试设备的参考IPPS时标脉冲信号，IRIG-B码输出至被测试时间同步设备作为被测试时间同步设备的基准IRIG-B码。所述管理机是PC机。所述时标脉冲测试设备是型号为CNT90或CNT91的时间间隔计数器。所述IRIG-B码测试设备是型号为GCT2000的双星型高精度时间频率测试仪。所述智能时间频率信号切换器，包括微处理器模块、程序控制端分别与微处理器模块的输出端通过程序控制总线连接的GPS/北斗天线信号模块、IRIG-B码模块、通过通讯链路与管理机实现通讯连接的通讯控制模块、IPPS时标脉冲模块，以及与上述模块分别连接提供工作电源的电源模块。所述被测试的时间同步设备设有接收外部GPS时间信号、北斗时间信号、IRIG-B 码的输入接口，以及输出IPPS时标脉冲信号、IRIG-B码的输出接口，在面板上还设有时间源信号指示灯。所述时间源信号指示灯包括GPS时间信号指灯、北斗时间信号指示灯、IRIG-B时间码信号指示灯和守时信号指示灯，用于指示当前所采用的时间信号源的类型，以及被测试时间同步设备的冗余信号切换功能是否正常，在外部基准时间信号变化时，被测试的时间同步设备按设定的优先级顺序优选当前时间信号源，相应的时间信号指示灯被点亮，如果被测试时间同步设备的时间信号源指示灯的变化与三种外部时间基准冗余信号的切换过程相一致，说明被测试时间同步设备的冗余信号切换功能正常。本发明的时间同步设备时间基准冗余信号切换功能智能测试系统技术问题通过以下再进一步的技术方案予以解决。所述智能时间频率信号切换器的微处理器模块，通过置位MCU的GPIO 口电平，控制相关的程序控制继电器切换以及程序控制射频开关通断，实现相应的时间频率信号的控制管理功能，所述时间频率信号包括1PPS/1PPM脉冲、IRIG-B码，以及GPS/北斗天线信号。所述智能时间频率信号切换器的GPS/北斗天线信号模块，包括依次连接的射频放大模块、六路功率分配器、六路射频放大器，以及交流耦合器，所述射频放大模块的输入端与GPS/北斗天线接收器连接，用于接入外部GPS/北斗天线信号，且放大后经六路功率分配器分成六路。所述智能时间频率信号切换器的IRIG-B码模块包括有四路输出的第一扩展模块，所述第一扩展模块的输入端与所述IRIG-B码测试设备的基准IRIG-B码输出电路连接；依次连接的第一两路程序控制继电器、TTL/485信号转化模块，所述第一两路程序控制继电器的两路输入端分别与所述第一扩展模块的两路输出端连接，所述TTL/485信号转化模块的两路输出端分别为由所述微处理器模块程序控制的两路电信号接口 TTL/485 可配B码标准源的输出端，B码可设置为TTL或RS-485电气类型；依次连接的第二两路程序控制继电器、电光转换模块，所述第二两路程序控制继电器的两路输入端分别与所述第一扩展模块的两路输出端连接，所述电光转换模块的两路输出端分别为由所述微处理器模块程序控制的两路光信号接口 B码标准源的输出端；依次连接的第一光电转换模块、第三两路程序控制继电器，所述第一光电转换模块的输入端与被测试IRIG-B码的光信号接口输出电路连接，所述第一光电转换模块的输出端与所述第三两路程序控制继电器的一路输入端连接，所述第三两路程序控制继电器的另一路输入端直接与被测试的时间同步设备的被测试IRIG-B码的电信号接口输出电路连接，所述第三两路程序控制继电器的输出端为由所述微处理器模块程序控制的一路被测试信号输出端即B码电信号接口的输出端。所述智能时间频率信号切换器的IPPS时标脉冲模块，包括有四路输出的第二扩展模块，所述第二扩展模块的输入端与参考IPPS时标脉冲输出电路连接，所述第二扩展模块的四路输出端分别为不由所述微处理器模块程序控制的四路电信号接口 IPPS时标脉冲扩展标准源的输出端；依次连接的第二光电转换模块、第四两路程序控制继电器，所述第二光电转换模块的输入端与被测试IPPS时标脉冲光信号接口输出电路连接，所述第二光电转换模块的输出端与所述第四两路程序控制继电器的一路输入端连接，所述第四两路程序控制继电器的另一路输入端直接与被测试IPPS时标脉冲电信号接口输出电路连接，所述第四两路程序控制继电器的输出端为由所述微处理器模块程序控制的一路电信号接口被测试IPPS时标脉冲信号的输出端。本发明的时间同步设备时间基准冗余信号切换功能智能测试方法技术问题通过以下技术方案予以解决。这种采用上述时间同步设备时间基准冗余信号切换功能的智能测试系统的时间同步设备时间基准冗余信号切换功能智能测试方法，所述智能化测试系统中的管理机运行测试分析管理程序，分别通过通讯链路程控智能时间频率信号切换器、时间频率标准源、时标脉冲测试设备和IRIG-B码测试设备。这种采用上述时间同步设备时间基准冗余信号切换功能的智能测试系统的时间同步设备时间基准冗余信号切换功能智能测试方法的特点是依次有以下步骤I)数据采集与存储由测试分析管理程序对智能时间频率信号切换器输出至被测试时间同步设备的三种外部时间基准冗余信号按设定的时间间隔进行关断与接通的切换控制，改变外部基准冗余信号处于的状态，模拟被测试时间同步设备外部输入冗余信号的通断变化，同时，分别程控时标脉冲测试设备和IRIG-B码测试设备，持续测试被测试时间同步设备在外部输入基准信号切换变化过程中所输出的IPPS信号的准确度，持续解读测试所输出的IRIG-B码的内容解读，冗余信号的切换时间与切换状态由管理机自动记录，测试数据由管理机持续同步分别自动采集与存储；2)数据浏览与分析所述数据浏览与分析由测试人员通过测试分析管理程序对存储在管理机中的采集数据进行浏览和分析，判定被测试的时间同步设备的基准冗余信号切换功能和性能，分析内容包括判定当前的三种冗余基准信号，哪些处于连通状态，哪些处于断开状态，通过与被测试的时间同步设备的面板上的时间源信号指示灯进行对比，判定被测试的时间同步设备的冗余信号是否能根据外部时间基准冗余信号的通断状态进行自动切换，分析内容还包括对被测试的时间同步设备在三种外部时间基准冗余信号切换变化时，所输出的IPPS时标脉冲信号和IRIG-B码的时间准确度、时间正确性与连续性进行分析。本发明的时间同步设备时间基准冗余信号切换功能智能测试方法技术问题通过以下进一步的技术方案予以解决。所述步骤1)的关断与接通的切换控制，依次有以下子步骤1 1)全部接通GPS卫星信号、北斗卫星信号和IRIG-B码，历时设定的时间间隔；1 *2)关断GPS卫星信号，保持接通北斗卫星信号和IRIG-B码，历时设定的时间间 隔;1 *3)关断输GPS卫星信号和北斗卫星信号，保持接通IRIG-B码，历时设定的时间 间隔；1 4)全部关断GPS卫星信号、北斗卫星信号和IRIG-B码，历时设定的时间间隔；1 *5)保持关断GPS卫星信号1和北斗卫星信号，接通IRIG-B码，历时设定的时间 间隔；
1 *6)保持关断GPS卫星信号，接通北斗卫星信号和IRIG-B码，历时设定的时间间 隔;1 7)全部接通GPS卫星信号、北斗卫星信号和IRIG-B码，历时设定的时间间隔。所述设定的时间间隔是测试过程中外部基准冗余信号处于一种状态时所持续的 时间，历时设定的时间间隔后，由测试分析管理程序程控智能时间频率信号切换器，将外部 基准冗余信号切换到另一种状态。所述设定的时间间隔为1分钟至10小时，由测试人员通过测试分析管理程序设 定，在测试过程中自动定时。本发明与现有技术相比的有益效果是通过运行于管理机中的测试分析管理程序对时标脉冲测试设备、IRIG-B码测试设 备、智能时间频率信号切换器进行程控，使各受控设备之间有机协作，可以在无须人工干预 的情况下，简便而有效地对时间同步设备外部基准冗余信号切换的功能和性能进行有效的 智能化测试，切实提高时间同步设备复杂业务功能和性能测试的智能化水平，测试性能更 加准确，测试效率更高，测试时间大大缩短，实现了测试过程智能化、标准化，信号切换、数 据采集、解析、计算、统计、存储自动化，采用数据库技术进行系统信息及测试数据的综合管 理，数据管理专业化，数据检索和分析极为方便。可大大节约测试的人力成本，最大化的减 小了手动测试引起的误差。测试完成后，可根据测试数据生成测试报告，方便对被测试设备 的时间频率业务性能和功能进行客观评估。可以广泛应用于电力、电信等领域的时间同步 设备外部基准冗余信号切换的功能和性能测试与分析。
图1是本发明具体实施方式
的测试系统的组成方框图；图2是图1的智能时间频率信号切换器的组成方框图；图3是图2的GPS/北斗天线信号模块的组成方框图；图4是图2的IRIG-B码模块的组成方框图；图5是图2的1PPS时标脉冲模块的组成方框图；图6是图2的10MHz频率模块的组成方框图。
具体实施例方式下面结合具体实施方式
并对照附图对本发明进行说明。一种如图1 6所示的时间同步设备时间基准冗余信号切换功能智能测试系统， 包括接收卫星时间信号作为测试的时间信号标准源的GPS/北斗天线接收器8、时间频率标 准源6、运行测试分析管理程序2的管理机1，以及分别通过通讯链路22、19、21连接管理机 1实现程控的时间频率标准源6、时标脉冲测试设备3、IRIG-B码测试设备5。设有智能时间频率信号切换器4，其通过通讯链路20与管理机1连接，还分别与 GPS/北斗天线接收器8、时间频率标准源6、时标脉冲测试设备3、IRIG-B码测试设备5，以 及被测试的时间同步设备连接7。管理机1的程控通过运行于管理机1中的测试分析管理程序2实现，三种外部 时间基准冗余信号的优先级由高到低分别为GPS卫星时间信号、北斗卫星时间信号和IRIG-B码，分别受智能时间频率信号切换器4程控配置为接通或关断状态，被测试的时间同步设备7同一时刻只获取GPS时间信号、北斗时间信号和IRIG-B码中的一种较高优先级的时间基准信号作为时间参考基准，当某一较高优先级的时间基准为不可用时，则自动采用次高优先级的信号作为时间参考基准，当较高优先级的时间基准信号恢复为可用时，将自动采用其作为时间参考基准，当所有外部时间基准信号全部为不可用时，被测试时间同步设备7进入到自身守时模式，持续输出相应的时间信号。由智能时间频率信号切换器4分别进行如下的程控切换将作为时间信号标准源的GPS/北斗天线接收器8输出的标准时间信号GPS时间信号9进行扩展，并分别程控切换至时间频率标准源6和IRIG-B码测试设备5，将作为时间信号标准源的GPS/北斗天线接收器8输出的标准时间信号GPS时间信号9和北斗时间信号10进行扩展，并程控切换至被测试的时间同步设备7作为时间参考基准；将时间频率标准源6输出的IPPS时标脉冲信号13程控切换至时标脉冲测试设备 3作为参考IPPS时标脉冲信号，将时间频率标准源6输出的基准IRIG-B码14程控切换至被测试的时间同步设备7作为时间参考基准将被测试的时间同步设备7输出的被测试IPPS时标脉冲信号17程控切换至时标脉冲测试设备3，将被测试的时间同步设备7输出的被测试IRIG-B码18程控切换至IRIG-B 码测试设备5。GPS/北斗天线接收器8为型号为DY-GABR045P00A的天线接收器，GPS/北斗天线接收器8接收GPS时间信号9和北斗时间信号10，并将其输入到智能时间频率信号切换器 4中进行放大，且扩展为多路，其中I路GPS时间信号12输出至IRIG-B码测试设备5作为 IRIG-B码设备的时间信号源，I路GPS时间信号15和I路北斗时间信号16分别输出至被测试时间同步设备7作为被测试时间同步设备的卫星时间基准信号，I路GPS时间信号输出至时间频率标准源11作为时间频率标准源6的时间信号源。时间频率标准源6为型号为TSC4400的时间频率基准源，时间频率标准源6接收由智能时间频率信号切换器4扩展输出的GPS卫星时间信号11，对内其内部时钟进行驯服， 输出高精度的IPPS时标脉冲13和IRIG-B码14至智能时间频率信号切换器4，并由智能时间频率信号切换器4转接，其中，转接后的IPPS时标脉冲信号输出至时标脉冲测试设备 3作为时标脉冲测试设备3的参考IPPS时标脉冲信号13，IRIG-B码输出至被测试时间同步设备7作为被测试时间同步设备7的基准IRIG-B码14。管理机I是PC机。时标脉冲测试设备3是型号为CNT90或CNT91的时间间隔计数器。IRIG-B码测试设备5是型号为GCT2000的双星型高精度时间频率测试仪。智能时间频率信号切换器4包括微处理器模块23、程序控制端34分别与微处理器模块23的输出端通过程序控制总线15连接的GPS/北斗天线信号模块25、IRIG-B码模块 26、通过通讯链路20与管理机I实现通讯连接的通讯控制模块27、IPPS时标脉冲模块28， 以及与上述模块分别连接提供工作电源的电源模块24，此外，还包括IOMHz频率信号模块 29。被测试的时间同步设备7设有接收外部GPS时间信号、北斗时间信号、IRIG-B码的输入接口，以及输出IPPS时标脉冲信号、IRIG-B码的输出接口，在面板上还设有时间源信号指示灯。时间源信号指示灯包括GPS时间信号指灯、北斗时间信号指示灯、IRIG-B时间码信号指示灯和守时信号指示灯，用于指示当前所采用的时间信号源的类型，以及被测试时间同步设备7的冗余信号切换功能是否正常，在外部基准时间信号变化时，被测试的时间同步设备7按设定的优先级顺序优选当前时间信号源，相应的时间信号指示灯被点亮，如果被测试时间同步设备7的时间信号源指示灯的变化与三种外部时间基准冗余信号的切换过程相一致，说明被测试时间同步设备的冗余信号切换功能正常。智能时间频率信号切换器7的微处理器模块23，通过置位MCU的GPIO 口电平，控制相关的程序控制继电器切换以及程序控制射频开关通断，实现相应的时间频率信号的控制管理功能，时间频率信号包括1PPS/1PPM脉冲、IRIG-B码，以及GPS/北斗天线信号。智能时间频率信号切换器7的GPS/北斗天线信号模块25，包括依次连接的射频放大模块31、六路功率分配器32、六路射频放大器33，以及交流耦合器36，射频放大模块31 的输入端30与GPS/北斗天线接收器8连接，用于接入外部GPS/北斗天线信号，且放大后经六路功率分配器32分成六路。智能时间频率信号切换器7的IRIG-B码模块26包括有四路输出的第一扩展模块37，其输入端与IRIG-B码测试设备5的基准IRIG-B 码14输出电路连接；依次连接的第一两路程序控制继电器41、TTL/485信号转化模块42，第一两路程序控制继电器41的两路输入端分别与第一扩展模块37的两路输出端连接，TTL/485信号转化模块38的两路输出端分别为由微处理器模块23程序控制的两路电信号接口 TTL/485 可配B码标准源的输出端，B码可设置为TTL或RS-485电气类型；依次连接的第二两路程序控制继电器42、电光转换模块39，所述第二两路程序控制继电器42的两路输入端分别与第一扩展模块37的两路输出端连接，电光转换模块39的两路输出端分别为由微处理器模23块程序控制的两路光信号接口 B码标准源的输出端；依次连接的第一光电转换模块40、第三两路程序控制继电器43,第一光电转换模块40的输入端与被测试IRIG-B码18的光信号接口输出电路连接，第一光电转换模块40的输出端与第三两路程序控制继电器43的一路输入端连接，第三两路程序控制继电器43的另一路输入端直接与被测试的时间同步设备7的被测试IRIG-B码18的电信号接口输出电路连接，第三两路程序控制继电器43的输出端为由微处理器模块23程序控制的一路被测试信号输出端即B码电信号接口的输出端。智能时间频率信号切换器7的IPPS时标脉冲模块28，包括有四路输出的第二扩展模块45，其输入端与参考IPPS时标脉冲13输出电路连接， 第二扩展模块45的四路输出端分别为不由微处理器模块23程序控制的四路电信号接口 IPPS时标脉冲扩展标准源的输出端；依次连接的第二光电转换模块44、第四两路程序控制继电器46，第二光电转换模块44的输入端与被测试IPPS时标脉冲17光信号接口输出电路连接，第二光电转换模块44 的输出端与第四两路程序控制继电器46的一路输入端连接，第四两路程序控制继电器46 的另一路输入端直接与被测试IPPS时标脉冲17电信号接口输出电路连接，第四两路程序控制继电器46的输出端为由微处理器模块23程序控制的一路电信号接口被测试IPPS时标脉冲信号17的输出端。本具体实施方式
智能测试时间同步设备时间基准冗余信号切换功能的方法，依次有以下步骤I)数据采集与存储由测试分析管理程序2对智能时间频率信号切换器4输出至被测试时间同步设备 7的三种外部时间基准冗余信号按设定的时间间隔进行关断与接通的切换控制，改变外部基准冗余信号处于的状态，模拟被测试时间同步设备7外部输入冗余信号的通断变化，同时，分别程控时标脉冲测试设备3和IRIG-B码测试设备5，持续测试被测试时间同步设备 7在外部输入基准信号切换变化过程中所输出的IPPS信号的准确度，持续解读测试所输出的IRIG-B码的内容解读，冗余信号的切换时间与切换状态由管理机I自动记录，测试数据由管理机I持续同步分别自动采集与存储；三种外部时间基准冗余信号按设定的时间间隔进行关断与接通的切换控制，依次有以下子步骤I · I)全部接通GPS卫星信号、北斗卫星信号和IRIG-B码，历时设定的时间间隔；I ·2)关断GPS卫星信号，保持接通北斗卫星信号和IRIG-B码，历时设定的时间间隔;I ·3)关断输GPS卫星信号和北斗卫星信号，保持接通IRIG-B码，历时设定的时间间隔；I · 4)全部关断GPS卫星信号、北斗卫星信号和IRIG-B码，历时设定的时间间隔；I ·5)保持关断GPS卫星信号I和北斗卫星信号，接通IRIG-B码，历时设定的时间间隔；I ·6)保持关断GPS卫星信号，接通北斗卫星信号和IRIG-B码，历时设定的时间间隔;I · 7)全部接通GPS卫星信号、北斗卫星信号和IRIG-B码，历时设定的时间间隔。上述设定的时间间隔是测试过程中外部基准冗余信号处于一种状态时所持续的时间，历时设定的时间间隔后，由测试分析管理程序2程控智能时间频率信号切换器4，将外部基准冗余信号切换到另一种状态。上述设定的时间间隔为I分钟至10小时，由测试人员通过测试分析管理程序2设定，在测试过程中自动定时。2)数据浏览与分析数据浏览与分析由测试人员通过测试分析管理程序2对存储在管理机I中的采集数据进行浏览和分析，判定被测试的时间同步设备7的基准冗余信号切换功能和性能，分析内容包括判定当前的三种冗余基准信号，哪些处于连通状态，哪些处于断开状态，通过与被测试的时间同步设备7的面板上的时间源信号指示灯进行对比，判定被测试的时间同步设备7的冗余信号是否能根据外部时间基准冗余信号的通断状态进行自动切换，分析内容还包括对被测试的时间同步设备在三种外部时间基准冗余信号切换变化时，所输出的IPPS 时标脉冲信号和IRIG-B码的时间准确度、时间正确性与连续性进行分析。以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下做出若干等同替代或明显变型，而且性能或用途相同，都应当视为属于本发明由所提交的权利要求书确定的专利保护范围。
权利要求
1.一种时间同步设备时间基准冗余信号切换功能智能测试系统，包括接收卫星时间信号作为测试的时间信号标准源的全球定位系统GPS/北斗天线接收器、时间频率标准源、运行测试分析管理程序的管理机，以及分别通过通讯链路连接管理机实现程控的时标脉冲测试设备、IRIG-B码测试设备，其特征在于设有智能时间频率信号切换器，所述智能时间频率信号切换器通过通讯链路与所述管理机连接，还分别与所述GPS/北斗天线接收器、所述时间频率标准源、所述时标脉冲测试设备、所述IRIG-B码测试设备，以及被测试的时间同步设备连接；所述管理机的程控通过运行于管理机中的测试分析管理程序实现，三种外部时间基准冗余信号的优先级由高到低分别为GPS卫星时间信号、北斗卫星时间信号和IRIG-B码，分别受智能时间频率信号切换器程控配置为接通或关断状态，所述被测试的时间同步设备同一时刻只获取GPS时间信号、北斗时间信号和IRIG-B码中的一种较高优先级的时间基准信号作为时间参考基准，当某一较高优先级的时间基准为不可用时，则自动采用次高优先级的信号作为时间参考基准，当较高优先级的时间基准信号恢复为可用时，将自动采用其作为时间参考基准，当所有外部时间基准信号全部为不可用时，被测试时间同步设备进入到自身守时模式，持续输出相应的时间信号；由所述智能时间频率信号切换器分别进行如下的程控切换将作为时间信号标准源的GPS/北斗天线接收器输出的标准时间信号GPS时间信号进行扩展，并分别程控切换至所述时间频率标准源和所述IRIG-B码测试设备，将所述时间信号标准源输出的标准时间信号=GPS时间信号和北斗时间信号进行扩展，并程控切换至所述被测试的时间同步设备作为时间参考基准；将所述时间频率标准源输出的IPPS时标脉冲信号程控切换至所述时标脉冲测试设备作为参考IPPS时标脉冲信号，将所述时间频率标准源输出的基准IRIG-B码程控切换至所述被测试的时间同步设备作为时间参考基准；将所述被测试的时间同步设备输出的被测试IPPS时标脉冲信号程控切换至所述时标脉冲测试设备，将所述被测试的时间同步设备输出的被测试IRIG-B码程控切换至所述 IRIG-B码测试设备。
2.如权利要求I所述的时间同步设备时间基准冗余信号切换功能智能测试系统，其特征在于所述智能时间频率信号切换器，包括微处理器模块、程序控制端分别与微处理器模块的输出端通过程序控制总线连接的GPS/北斗天线信号模块、IRIG-B码模块、通过通讯链路与管理机实现通讯连接的通讯控制模块、IPPS时标脉冲模块，以及与上述模块分别连接提供工作电源的电源模块。
3.如权利要求2所述的时间同步设备时间基准冗余信号切换功能智能测试系统，其特征在于所述智能时间频率信号切换器的微处理器模块，通过置位MCU的GPIO 口电平，控制相关的程序控制继电器切换以及程序控制射频开关通断，实现相应的时间频率信号的控制管理功能，所述时间频率信号包括1PPS/1PPM脉冲、IRIG-B码，以及GPS/北斗天线信号；所述智能时间频率信号切换器的GPS/北斗天线信号模块，包括依次连接的射频放大模块、六路功率分配器、六路射频放大器，以及交流耦合器，所述射频放大模块的输入端与GPS/北斗天线接收器连接，用于接入外部GPS/北斗双频天线信号，且放大后经六路功率分配器分成六路；所述智能时间频率信号切换器的IRIG-B码模块包括有四路输出的第一扩展模块，所述第一扩展模块的输入端与所述IRIG-B码测试设备的基准IRIG-B码输出电路连接；依次连接的第一两路程序控制继电器、TTL/485信号转化模块，所述第一两路程序控制继电器的两路输入端分别与所述第一扩展模块的两路输出端连接，所述TTL/485信号转化模块的两路输出端分别为由所述微处理器模块程序控制的两路电信号接口 TTL/485可配B 码标准源的输出端，B码可设置为TTL或RS-485电气类型；依次连接的第二两路程序控制继电器、电光转换模块，所述第二两路程序控制继电器的两路输入端分别与所述第一扩展模块的两路输出端连接，所述电光转换模块的两路输出端分别为由所述微处理器模块程序控制的两路光信号接口 B码标准源的输出端；依次连接的第一光电转换模块、第三两路程序控制继电器，所述第一光电转换模块的输入端与被测试IRIG-B码的光信号接口输出电路连接，所述第一光电转换模块的输出端与所述第三两路程序控制继电器的一路输入端连接，所述第三两路程序控制继电器的另一路输入端直接与被测试的时间同步设备的被测试IRIG-B码的电信号接口输出电路连接， 所述第三两路程序控制继电器的输出端为由所述微处理器模块程序控制的一路被测试信号输出端即B码电信号接口的输出端；所述智能时间频率信号切换器的IPPS时标脉冲模块包括有四路输出的第二扩展模块，所述第二扩展模块的输入端与参考IPPS时标脉冲输出电路连接，所述第二扩展模块的四路输出端分别为不由所述微处理器模块程序控制的四路电信号接口 IPPS时标脉冲扩展标准源的输出端；依次连接的第二光电转换模块、第四两路程序控制继电器，所述第二光电转换模块的输入端与被测试IPPS时标脉冲光信号接口输出电路连接，所述第二光电转换模块的输出端与所述第四两路程序控制继电器的一路输入端连接，所述第四两路程序控制继电器的另一路输入端直接与被测试IPPS时标脉冲电信号接口输出电路连接，所述第四两路程序控制继电器的输出端为由所述微处理器模块程序控制的一路电信号接口被测试IPPS时标脉冲信号的输出端。
4.如权利要求3所述的时间同步设备时间基准冗余信号切换功能智能测试系统，其特征在于所述GPS/北斗天线接收器为型号为DY-GABR045P00A的天线接收器；所述时间频率标准源为型号为TSC4400的时间频率基准源；所述管理机是PC机。
5.如权利要求4所述的时间同步设备时间基准冗余信号切换功能智能测试系统，其特征在于所述时标脉冲测试设备是型号为CNT90或CNT91的时间间隔计数器；所述IRIG-B码测试设备是型号为GCT2000的双星型高精度时间频率测试仪。
6.如权利要求5所述的时间同步设备时间基准冗余信号切换功能智能测试系统，其特征在于所述被测试的时间同步设备设有接收外部GPS时间信号、北斗时间信号、IRIG-B码的输入接口，以及输出IPPS时标脉冲信号、IRIG-B码的输出接口，在面板上还设有时间源信号指示灯。
7.如权利要求6所述的时间同步设备时间基准冗余信号切换功能智能测试系统，其特征在于所述时间源信号指示灯包括GPS时间信号指灯、北斗时间信号指示灯、IRIG-B时间码信号指示灯和守时信号指示灯，用于指示当前所采用的时间信号源的类型，以及被测试时间同步设备的冗余信号切换功能是否正常，在外部基准时间信号变化时，被测试的时间同步设备按设定的优先级顺序优选当前时间信号源，相应的时间信号指示灯被点亮，如果被测试时间同步设备的时间信号源指示灯的变化与三种外部时间基准冗余信号的切换过程相一致，说明被测试时间同步设备的冗余信号切换功能正常。
8.一种采用如权利要求I至7中任意一项的时间同步设备时间基准冗余信号功能智能化测试系统的时间同步设备时间基准冗余信号功能智能测试方法，所述智能化测试系统中的管理机运行测试分析管理程序，分别通过通讯链路程控智能时间频率信号切换器、时间频率标准源、时标脉冲测试设备和IRIG-B码测试设备，其特征在于依次有以下步骤1)数据采集与存储由测试分析管理程序对智能时间频率信号切换器输出至被测试时间同步设备的三种外部时间基准冗余信号按设定的时间间隔进行关断与接通的切换控制，改变外部基准冗余信号处于的状态，模拟被测试时间同步设备外部输入冗余信号的通断变化，同时，分别程控时标脉冲测试设备和IRIG-B码测试设备，持续测试被测试时间同步设备在外部输入基准信号切换变化过程中所输出的IPPS信号的准确度，持续解读测试所输出的IRIG-B码的内容解读，冗余信号的切换时间与切换状态由管理机自动记录，测试数据由管理机持续同步分别自动采集与存储；2)数据浏览与分析所述数据浏览与分析由测试人员通过测试分析管理程序对存储在管理机中的采集数据进行浏览和分析，判定被测试的时间同步设备的基准冗余信号切换功能和性能，分析内容包括判定当前的三种冗余基准信号，哪些处于连通状态，哪些处于断开状态，通过与被测试的时间同步设备的面板上的时间源信号指示灯进行对比，判定被测试的时间同步设备的冗余信号是否能根据外部时间基准冗余信号的通断状态进行自动切换，分析内容还包括对被测试的时间同步设备在三种外部时间基准冗余信号切换变化时，所输出的IPPS时标脉冲信号和IRIG-B码的时间准确度、时间正确性与连续性进行分析。
9.如权利要求8所述的时间同步设备时间基准冗余信号功能智能测试方法，其特征在于所述步骤I)的关断与接通的切换控制，依次有以下子步骤I · I)全部接通GPS卫星信号、北斗卫星信号和IRIG-B码，历时设定的时间间隔；I · 2)关断GPS卫星信号，保持接通北斗卫星信号和IRIG-B码，历时设定的时间间隔；I · 3)关断输GPS卫星信号和北斗卫星信号，保持接通IRIG-B码，历时设定的时间间隔;I · 4)全部关断GPS卫星信号、北斗卫星信号和IRIG-B码，历时设定的时间间隔；I · 5)保持关断GPS卫星信号I和北斗卫星信号，接通IRIG-B码，历时设定的时间间隔;I · 6)保持关断GPS卫星信号，接通北斗卫星信号和IRIG-B码，历时设定的时间间隔； I · 7)全部接通GPS卫星信号、北斗卫星信号和IRIG-B码，历时设定的时间间隔。
10.如权利要求8或9所述的时间同步设备时间基准冗余信号功能智能化测试方法，其特征在于所述设定的时间间隔是测试过程中外部基准冗余信号处于一种状态时所持续的时间， 历时设定的时间间隔后，由测试分析管理程序程控智能时间频率信号切换器，将外部基准冗余信号切换到另一种状态；所述设定的时间间隔为I分钟至10小时，由测试人员通过测试分析管理程序设定，在测试过程中自动定时。
全文摘要
一种时间同步设备时间基准冗余信号切换功能智能测试系统与方法，系统包括GPS/北斗天线接收器、运行测试分析管理程序的管理机以及通过通讯链路连接管理机实现程控的时间频率标准源、时标脉冲测试设备、IRIG-B码测试设备，其特征在于设有智能时间频率信号切换器，管理机的程控通过运行于管理机中的测试分析管理程序实现，由智能时间频率信号切换器进行程控切换，用于测试时间基准冗余信号切换功能。可以在无须人工干预的情况下，简便而有效地对时间同步设备外部基准冗余信号切换的功能和性能进行有效的智能化测试，切实提高时间同步设备复杂业务功能和性能测试的智能化水平，测试性能更加准确，测试效率更高，测试时间大大缩短。
文档编号G05B9/03GK102608910SQ201210055758
公开日2012年7月25日 申请日期2012年3月6日 优先权日2012年3月6日
发明者刘路, 刘鹏, 周卫, 周柯, 孔祥兵, 宁文辉, 张金瑜, 白江涛, 韦恒, 韩冰 申请人:广西电网公司电力科学研究院, 深圳市双合电气股份有限公司