本發(fā)明涉及時(shí)鐘同步技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種在時(shí)間同步系統(tǒng)中的智能漸進(jìn)式秒信號(hào)恢復(fù)方法。

背景技術(shù)：

隨著衛(wèi)星技術(shù)的發(fā)展，衛(wèi)星授時(shí)已經(jīng)滲透到各行各業(yè)，特別是電網(wǎng)行業(yè)。衛(wèi)星授時(shí)的精確度是電網(wǎng)是否能正常運(yùn)行的保障。衛(wèi)星授時(shí)采用的是無(wú)線(xiàn)傳輸?shù)姆绞?衛(wèi)星信號(hào)從太空傳到地面)，在運(yùn)行過(guò)程中難免會(huì)出現(xiàn)信號(hào)中斷，當(dāng)天氣情況較差時(shí)接收的衛(wèi)星信號(hào)很差或者接收不到衛(wèi)星信號(hào)的情況，這樣衛(wèi)星授時(shí)就會(huì)出現(xiàn)中斷狀態(tài)，這個(gè)時(shí)候衛(wèi)星授時(shí)主要靠的是同步授時(shí)機(jī)內(nèi)的晶振自由振蕩產(chǎn)生的時(shí)間信號(hào)輸入到各個(gè)設(shè)備上。

當(dāng)衛(wèi)星信號(hào)丟失后，因?yàn)闀r(shí)間同步系統(tǒng)內(nèi)部的恒溫晶體振蕩器本身的問(wèn)題，時(shí)間同步系統(tǒng)產(chǎn)生的秒信號(hào)就會(huì)漂移，漂移的情況主要是根據(jù)恒溫晶體振蕩器的指標(biāo)決定，長(zhǎng)時(shí)間后就會(huì)出現(xiàn)各個(gè)時(shí)鐘輸出源輸出的秒信號(hào)不一致，有超前的，也有滯后的；

當(dāng)衛(wèi)星信號(hào)重新恢復(fù)后，如果馬上讓各個(gè)時(shí)鐘輸出源輸出的秒信號(hào)與衛(wèi)星信號(hào)同步，就會(huì)出現(xiàn)跳秒現(xiàn)象，引起時(shí)間的錯(cuò)亂，將可能會(huì)導(dǎo)致電網(wǎng)設(shè)備出現(xiàn)報(bào)警、故障、錯(cuò)亂、甚至重大事故的產(chǎn)生。嚴(yán)重影響電力設(shè)備的運(yùn)行和人員的安全。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的主要目的是提供一種在時(shí)間同步系統(tǒng)中的智能漸進(jìn)式秒信號(hào)恢復(fù)方法，使每個(gè)時(shí)鐘輸出源的時(shí)間與標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間實(shí)現(xiàn)漸進(jìn)式同步，為整個(gè)電網(wǎng)的時(shí)間恢復(fù)、設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行提供有利的保障。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一種在時(shí)間同步系統(tǒng)中的智能漸進(jìn)式秒信號(hào)恢復(fù)方法包括如下步驟：

s1，當(dāng)時(shí)間同步系統(tǒng)的接收機(jī)恢復(fù)接收衛(wèi)星信號(hào)信息后，判斷接收機(jī)是否提供有效的1pps信號(hào)，當(dāng)接收機(jī)的1pps信號(hào)有效時(shí)則執(zhí)行s2，當(dāng)接收機(jī)的1pps信號(hào)無(wú)效時(shí)，時(shí)間同步系統(tǒng)的接收機(jī)繼續(xù)接收衛(wèi)星信號(hào)信息；

s2，復(fù)雜可編程邏輯器件或現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列器繼續(xù)接收1pps信號(hào)，并以此為標(biāo)準(zhǔn)1pps信號(hào)，對(duì)恒溫晶體振蕩器的頻率進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，當(dāng)統(tǒng)計(jì)到規(guī)定閥值時(shí)將統(tǒng)計(jì)結(jié)果發(fā)送到mcu；

s3，所述mcu根據(jù)所述統(tǒng)計(jì)結(jié)果計(jì)算出每個(gè)時(shí)鐘輸出源與標(biāo)準(zhǔn)1pps信號(hào)的時(shí)間偏差；

s4，所述mcu對(duì)所述時(shí)間偏差進(jìn)行測(cè)量，并對(duì)每個(gè)時(shí)鐘輸出源與標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)的時(shí)間偏差進(jìn)行補(bǔ)償；

s5，根據(jù)所述時(shí)間偏差，利用步進(jìn)線(xiàn)性算法漸進(jìn)式地調(diào)整每個(gè)時(shí)鐘輸出源與標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)的時(shí)間偏差，使每個(gè)時(shí)鐘輸出源與標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)的時(shí)間偏差達(dá)到所述mcu規(guī)定的閥值。

進(jìn)一步地，所述s5包括以下步驟：

s51，確定每步預(yù)設(shè)調(diào)整時(shí)間y；

s52，計(jì)算出每個(gè)時(shí)鐘輸出源與標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)的時(shí)間偏差tn，從每個(gè)時(shí)間偏差tn的絕對(duì)值中篩選出時(shí)間偏差tn絕對(duì)值最大的最大時(shí)間偏差tmax；

s53，建立公式x＝tmax/y(1)，

將最大時(shí)間偏差tmax與每步預(yù)設(shè)調(diào)整時(shí)間y代入于s53中的公式(1)，從而得到每個(gè)時(shí)鐘輸出源的調(diào)整次數(shù)x；

s54，建立公式tn1＝tn1/x(2)，

將除具有最大時(shí)間偏差tmax的時(shí)鐘輸出源外的其它時(shí)鐘輸出源與標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)的時(shí)間偏差tn1和調(diào)整次數(shù)x代入于s54中的公式(2)，從而得到除具有最大時(shí)間偏差tmax的時(shí)鐘輸出源外的其它時(shí)鐘輸出源的每步調(diào)整時(shí)間tn1；

s55，利用調(diào)整次數(shù)x與每步預(yù)設(shè)調(diào)整時(shí)間y對(duì)具有最大時(shí)間偏差tmax的時(shí)鐘輸出源進(jìn)行調(diào)整；

利用調(diào)整次數(shù)x與每步調(diào)整時(shí)間tn1對(duì)除具有最大時(shí)間偏差tmax的時(shí)鐘輸出源外的其它時(shí)鐘輸出源進(jìn)行調(diào)整；

s56，對(duì)每個(gè)時(shí)鐘輸出源完成調(diào)整次數(shù)x的調(diào)整后，檢測(cè)并判斷每個(gè)時(shí)鐘輸出源與標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)的時(shí)間偏差tn是否達(dá)到所述mcu規(guī)定的閥值；

若每個(gè)時(shí)鐘輸出源與標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)的時(shí)間偏差tn達(dá)到所述mcu規(guī)定的閥值，則結(jié)束整個(gè)工作流程；

若每個(gè)時(shí)鐘輸出源與標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)的時(shí)間偏差tn未達(dá)到所述mcu規(guī)定的閥值，則循環(huán)至s51。

進(jìn)一步地，s55包括以下步驟：

s551，根據(jù)時(shí)間偏差tn的數(shù)值正負(fù)情況，判斷每個(gè)時(shí)鐘輸出源的超前或滯后狀態(tài)；

s552，若一個(gè)時(shí)鐘輸出源超前于標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)，則對(duì)該時(shí)鐘輸出源進(jìn)行延后調(diào)整，調(diào)整步數(shù)為所述調(diào)整次數(shù)x；

若一個(gè)時(shí)鐘輸出源滯后于標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)，則對(duì)該時(shí)鐘輸出源進(jìn)行超前調(diào)整，調(diào)整步數(shù)為所述調(diào)整次數(shù)x；

具有最大時(shí)間偏差tmax的時(shí)鐘輸出源的每步調(diào)整時(shí)間為所述每步預(yù)設(shè)調(diào)整時(shí)間y，除具有最大時(shí)間偏差tmax的時(shí)鐘輸出源外的其他時(shí)鐘輸出源的每步調(diào)整時(shí)間為所述每步調(diào)整時(shí)間tn1。

進(jìn)一步地，于s552中，對(duì)每一個(gè)時(shí)鐘輸出源進(jìn)行同時(shí)同步調(diào)整。

進(jìn)一步地，于s52中，時(shí)間偏差tn為每個(gè)時(shí)鐘輸出源的輸出時(shí)間與標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)的標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間之差。

進(jìn)一步地，一個(gè)時(shí)鐘輸出源對(duì)應(yīng)一個(gè)時(shí)間偏差tn，一個(gè)除具有最大時(shí)間偏差tmax的時(shí)鐘輸出源外的其他時(shí)鐘輸出源對(duì)應(yīng)一個(gè)每步調(diào)整時(shí)間tn1。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果如下：

本發(fā)明通過(guò)檢測(cè)與計(jì)算出每個(gè)時(shí)鐘輸出源與標(biāo)準(zhǔn)1pps信號(hào)的時(shí)間偏差，利用步進(jìn)線(xiàn)性算法使每個(gè)時(shí)鐘輸出源的時(shí)間與標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間實(shí)現(xiàn)漸進(jìn)式同步，為整個(gè)電網(wǎng)的時(shí)間恢復(fù)、設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行提供有利的保障，避免因跳秒現(xiàn)象引起時(shí)間的錯(cuò)亂。

附圖說(shuō)明

為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發(fā)明涉及的時(shí)間同步系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明涉及的各時(shí)鐘輸出源輸出的時(shí)間信息與1pps信號(hào)一致的波形示意圖；

圖3為本發(fā)明涉及的各時(shí)鐘輸出源輸出的時(shí)間信息滯后于1pps信號(hào)的波形示意圖；

圖4為本發(fā)明涉及的各時(shí)鐘輸出源輸出的時(shí)間信息超前于1pps信號(hào)的波形示意圖；

圖5為本發(fā)明的一種在時(shí)間同步系統(tǒng)中的智能漸進(jìn)式秒信號(hào)恢復(fù)方法的工作流程圖；

圖6為本發(fā)明涉及的s5的工作流程圖。

具體實(shí)施方式

為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更加明顯易懂，下面將結(jié)合附圖和具體的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。需要指出的是，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例，基于本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

如圖1所示，時(shí)間同步系統(tǒng)包括接收機(jī)、測(cè)頻模塊、分頻計(jì)數(shù)器、多個(gè)時(shí)鐘輸出源，在系統(tǒng)正常工作時(shí)，接收機(jī)接收到的衛(wèi)星信號(hào)輸出1pps信號(hào)，經(jīng)測(cè)頻模塊和分頻計(jì)數(shù)器處理后，提供給各時(shí)鐘輸出源。

如圖2所示，在接收機(jī)正常工作的情況下，各時(shí)鐘輸出源輸出的時(shí)間信息跟1pps信號(hào)是一致的。

當(dāng)天氣情況較差時(shí)接收的衛(wèi)星信號(hào)很差或者接收不到衛(wèi)星信號(hào)的情況時(shí)，各時(shí)鐘輸出源輸出的時(shí)間信息跟1pps信號(hào)的時(shí)間信息就不一致了，可能出現(xiàn)滯后，也可能出現(xiàn)超前，分別如圖3、圖4所示。

當(dāng)接收機(jī)能正常接收到衛(wèi)星信號(hào)后，強(qiáng)制使△t＝0(即強(qiáng)制使各時(shí)鐘輸出源輸出的時(shí)間信息跟1pps信號(hào)的時(shí)間信息一致)，那么就會(huì)引起下級(jí)接收設(shè)備報(bào)警，整個(gè)電力系統(tǒng)就會(huì)出現(xiàn)保護(hù)現(xiàn)象，不能正常工作；

因此，最理想的辦法就是讓各時(shí)鐘輸出源的時(shí)間信息逐漸恢復(fù)，使下級(jí)接收設(shè)備的時(shí)間慢慢逼近衛(wèi)星信號(hào)的時(shí)間，從而達(dá)到系統(tǒng)的時(shí)間同步，對(duì)此提出了一種在時(shí)間同步系統(tǒng)中的智能漸進(jìn)式秒信號(hào)恢復(fù)方法。

如圖5所示，一種在時(shí)間同步系統(tǒng)中的智能漸進(jìn)式秒信號(hào)恢復(fù)方法包括如下步驟：

s1，當(dāng)時(shí)間同步系統(tǒng)的接收機(jī)恢復(fù)接收衛(wèi)星信號(hào)信息后，判斷接收機(jī)是否提供有效的1pps信號(hào)，當(dāng)接收機(jī)的1pps信號(hào)有效時(shí)則執(zhí)行s2，當(dāng)接收機(jī)的1pps信號(hào)無(wú)效時(shí)，時(shí)間同步系統(tǒng)的接收機(jī)繼續(xù)接收衛(wèi)星信號(hào)信息；

s2，復(fù)雜可編程邏輯器件或現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列器繼續(xù)接收1pps信號(hào)，并以此為標(biāo)準(zhǔn)1pps信號(hào)，對(duì)恒溫晶體振蕩器的頻率進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，當(dāng)統(tǒng)計(jì)到規(guī)定閥值時(shí)將統(tǒng)計(jì)結(jié)果發(fā)送到mcu；

s3，所述mcu根據(jù)所述統(tǒng)計(jì)結(jié)果計(jì)算出每個(gè)時(shí)鐘輸出源與標(biāo)準(zhǔn)1pps信號(hào)的時(shí)間偏差；

s4，所述mcu對(duì)所述時(shí)間偏差進(jìn)行測(cè)量，并對(duì)每個(gè)時(shí)鐘輸出源與標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)的時(shí)間偏差進(jìn)行補(bǔ)償；

s5，根據(jù)所述時(shí)間偏差，利用步進(jìn)線(xiàn)性算法漸進(jìn)式地調(diào)整每個(gè)時(shí)鐘輸出源與標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)的時(shí)間偏差，使每個(gè)時(shí)鐘輸出源與標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)的時(shí)間偏差達(dá)到所述mcu規(guī)定的閥值。

如圖6所示，所述s5包括以下步驟：

s51，確定每步預(yù)設(shè)調(diào)整時(shí)間y；

s52，計(jì)算出每個(gè)時(shí)鐘輸出源與標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)的時(shí)間偏差tn，從每個(gè)時(shí)間偏差tn的絕對(duì)值中篩選出時(shí)間偏差tn絕對(duì)值最大的最大時(shí)間偏差tmax；

s53，建立公式x＝tmax/y(1)，

將最大時(shí)間偏差tmax與每步預(yù)設(shè)調(diào)整時(shí)間y代入于s53中的公式(1)，從而得到每個(gè)時(shí)鐘輸出源的調(diào)整次數(shù)x；

s54，建立公式tn1＝tn1/x(2)，

將除具有最大時(shí)間偏差tmax的時(shí)鐘輸出源外的其它時(shí)鐘輸出源與標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)的時(shí)間偏差tn1和調(diào)整次數(shù)x代入于s54中的公式(2)，從而得到除具有最大時(shí)間偏差tmax的時(shí)鐘輸出源外的其它時(shí)鐘輸出源的每步調(diào)整時(shí)間tn1；

s55，利用調(diào)整次數(shù)x與每步預(yù)設(shè)調(diào)整時(shí)間y對(duì)具有最大時(shí)間偏差tmax的時(shí)鐘輸出源進(jìn)行調(diào)整；

利用調(diào)整次數(shù)x與每步調(diào)整時(shí)間tn1對(duì)除具有最大時(shí)間偏差tmax的時(shí)鐘輸出源外的其它時(shí)鐘輸出源進(jìn)行調(diào)整；

s56，對(duì)每個(gè)時(shí)鐘輸出源完成調(diào)整次數(shù)x的調(diào)整后，檢測(cè)并判斷每個(gè)時(shí)鐘輸出源與標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)的時(shí)間偏差tn是否達(dá)到所述mcu規(guī)定的閥值；

若每個(gè)時(shí)鐘輸出源與標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)的時(shí)間偏差tn達(dá)到所述mcu規(guī)定的閥值，則結(jié)束整個(gè)工作流程；

若每個(gè)時(shí)鐘輸出源與標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)的時(shí)間偏差tn未達(dá)到所述mcu規(guī)定的閥值，則循環(huán)至s51。

所述s55包括以下步驟：

s551，根據(jù)時(shí)間偏差tn的數(shù)值正負(fù)情況，判斷每個(gè)時(shí)鐘輸出源的超前或滯后狀態(tài)；

s552，若一個(gè)時(shí)鐘輸出源超前于標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)，則對(duì)該時(shí)鐘輸出源進(jìn)行延后調(diào)整，調(diào)整步數(shù)為所述調(diào)整次數(shù)x；

若一個(gè)時(shí)鐘輸出源滯后于標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)，則對(duì)該時(shí)鐘輸出源進(jìn)行超前調(diào)整，調(diào)整步數(shù)為所述調(diào)整次數(shù)x；

具有最大時(shí)間偏差tmax的時(shí)鐘輸出源的每步調(diào)整時(shí)間為所述每步預(yù)設(shè)調(diào)整時(shí)間y，除具有最大時(shí)間偏差tmax的時(shí)鐘輸出源外的其他時(shí)鐘輸出源的每步調(diào)整時(shí)間為所述每步調(diào)整時(shí)間tn1。

于s552中，對(duì)每一個(gè)時(shí)鐘輸出源進(jìn)行同時(shí)同步調(diào)整。

于s52中，時(shí)間偏差tn為每個(gè)時(shí)鐘輸出源的輸出時(shí)間與標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)的標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間之差。

一個(gè)時(shí)鐘輸出源對(duì)應(yīng)一個(gè)時(shí)間偏差tn，一個(gè)除具有最大時(shí)間偏差tmax的時(shí)鐘輸出源外的其他時(shí)鐘輸出源對(duì)應(yīng)一個(gè)每步調(diào)整時(shí)間tn1。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果如下：

本發(fā)明通過(guò)檢測(cè)與計(jì)算出每個(gè)時(shí)鐘輸出源與標(biāo)準(zhǔn)1pps信號(hào)的時(shí)間偏差，利用步進(jìn)線(xiàn)性算法使每個(gè)時(shí)鐘輸出源的時(shí)間與標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間實(shí)現(xiàn)漸進(jìn)式同步，為整個(gè)電網(wǎng)的時(shí)間恢復(fù)、設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行提供有利的保障，避免因跳秒現(xiàn)象引起時(shí)間的錯(cuò)亂。

以上所述實(shí)施例僅表達(dá)了本發(fā)明的幾種實(shí)施方式，其描述較為具體和詳細(xì)，但并不能因此而理解為對(duì)本發(fā)明專(zhuān)利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。因此，本發(fā)明專(zhuān)利的保護(hù)范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。