基于北斗短報文主控授時裝置、系統及方法與流程

文檔序號:18139594發布日期:2019-07-10 10:57
基于北斗短報文主控授時裝置、系統及方法與流程

本發明涉及授時領域,具體涉及無網絡覆蓋環境下的衛星授時信道的切換技術的基于北斗短報文主控授時裝置、系統及方法。



背景技術:

在授時領域,衛星授時信道的切換技術基本依靠以太網、光網絡、GPR或LTE等無線網絡,但都沒有考慮到地震、海嘯等災后或偏遠山區、草原或海洋等無網絡覆蓋環境。本發明公開的一種基于北斗短報文主控授時系統、裝置及方法,利用北斗短報文的發送機制,在無網絡覆蓋環境下,控制主控授時裝置的衛星授時信道準確及時切換,給災后應急、無網絡的偏遠山區、草原或海洋的設備及系統平臺正常運行提供了可靠的保障。



技術實現要素:

本發明要解決的技術問題是,提供一種基于北斗短報文主控授時裝置。

為了解決上述技術問題,本發明采用的技術方案是:該基于北斗短報文主控授時裝置包括有BDS收發模塊、BDS信號采集模塊和GPS信號采集模塊;所述BDS收發模塊、BDS信號采集模塊和GPS信號采集模塊分別通過放大、濾波和衰減模塊與CPU計算控制模塊進行通訊連接,所述CPU計算控制模塊連接有提供電源的電源管理模塊,所述電源管理模塊轉換外接電源給主控授時裝置中的各個部件進行供電;所述CPU計算控制模塊與BDS/GPS時鐘解析模塊雙向進行信號傳輸連接;所述CPU計算控制模塊分別連接有射頻信號輸出模塊、數字信號輸出模塊和其他格式輸出模塊;

其中,所述BDS收發模塊:接收北斗短報文主控授時主系統短報文指令和信息;

所述BDS信號采集模塊:采集接收BDS的時間和頻率等信號;

所述GPS信號采集模塊:采集接收GPS的時間和頻率等信號;

所述放大、濾波和衰減模塊:根據CPU計算控制模塊強弱監測的結果,對接收到BDS或GPS的時間和頻率等信號進行放大、濾波和衰減處理;

所述CPU計算控制模塊:對接收到的BDS或GPS時間和頻率等的信號強弱監測;對所述放大、濾波和衰減模塊、BDS/GPS時鐘解析模塊、射頻信號輸出模塊、數字信號輸出模塊和其他格式輸出模塊進行控制;對自屬授時接收信道獲取BDS或GPS時間和頻率信息與主控授時系統提供的時間和頻率進行比對;

所述BDS/GPS時鐘解析模塊:解析自屬授時接收信道獲取BDS或GPS有效衛星顆數、時間、頻率、經緯度和海拔高度信息,并將信息傳輸給所述CPU計算控制模塊;

所述射頻信號輸出模塊:接收所述CPU計算控制模塊的指令,通過射頻信號將時間和頻率信息同步給其他設備和系統平臺;

所述數字信號輸出模塊:接收所述CPU計算控制模塊的指令,通過數字信號將時間和頻率信息同步給其他設備和系統平臺。

所述其他格式輸出模塊:接收所述CPU計算控制模塊的指令,通過其他格式信號將時間和頻率信息同步給其他設備和系統平臺。

采用上述技術方案,主控授時裝置接收到切換指令后,按照主控系統的指令將主控授時裝置的授時接收信道切換成BDS信道或GPS信道;主控授時裝置信道切換成功后,通過自屬授時接收信道獲取BDS或GPS時間和頻率信息,與主控授時系統提供的時間和頻率進行比對,以保證信道成功切換及時間和頻率的準確性。在地震、海嘯等災后或偏遠山區、草原或海洋等無網絡覆蓋環境下保證收授時系統信源準確及時切換,保證為其他設備和系統平臺正常授時。

本發明還提供一種基于北斗短報文主控授時系統,包括有如權利要求1或2所述的主控授時裝置;還包括有北斗短報文主控授時主系統、BDS衛星、GPS衛星、主控授時裝置、其他設備和系統平臺;利用北斗短報文發送機制實現所述北斗短報文主控授時主系統和所述主控授時裝置的通信、發送的報文信息;

其中,所述北斗短報文主控授時主系統:主要進行BDS或GPS校驗和發起切換指令;

所述BDS衛星:主要為傳輸北斗短報文的傳輸通道,且提供BDS的時間和頻率信息;

所述GPS衛星:提供GPS的時間和頻率信息;

所述主控授時裝置:主要進行信道切換;通過自屬接收信道獲取時間和頻率信息;通過自屬授時接收信道獲取時間和頻率信息與主控授時系統提供的時間和頻率進行比對,以保證信道成功切換及時間和頻率的準確性;將時間和頻率信息同步給其他設備和系統平臺;

所述其他設備和系統平臺:接收主控授時裝置時間和頻率信息。

利用北斗短報文的發送機制,由基于北斗短報文主控授時系統(即主控授時系統)進行自動校驗后,通過BDS的短報文信道,發送切換指令和系統標識、有效衛星顆數、時間、頻率、經緯度和海拔高度等信息到遠端的基于北斗短報文主控授時裝置,在地震、海嘯等災后或偏遠山區、草原或海洋等無網絡覆蓋環境下保證收授時系統信源準確及時切換,保證為其他設備和系統平臺正常授時。

作為本發明的優選技術方案,利用北斗短報文發送機制實現該主控授時系統和所述主控授時裝置的通信、發送的報文信息包含:切換指令、系統標識、有效衛星顆數、時間和頻率等信息。

作為本發明的優選技術方案,所述其他設備包括有基站設備、傳輸設備和服務器。

作為本發明的優選技術方案,所述主控授時裝置接收到切換指令后,按照所述北斗短報文主控授時主系統的指令將主控授時裝置的授時接收信道切換成BDS信道或GPS信道。

作為本發明的優選技術方案,所述主控授時裝置通過自屬授時接收信道獲取BDS或GPS信息包括:有效衛星顆數、時間、頻率、經緯度和海拔高度信息。

作為本發明的優選技術方案,所述主控授時裝置信道切換成功后,通過自屬授時接收信道獲取BDS或GPS時間和頻率信息,與所述北斗短報文主控授時主系統提供的時間和頻率進行比對,以保證信道成功切換及時間和頻率的準確性。

作為本發明的優選技術方案,所述主控授時裝置通過自屬授時接收信道獲取BDS或GPS時間和頻率信息與所述北斗短報文主控授時主系統提供的時間和頻率比對通過后,需要通過射頻信號輸出模塊、數字信號輸出模塊和其他格式輸出模塊將時間和頻率信息同步給其他設備和系統平臺。

本發明還提供一種基于北斗短報文主控授時方法,包含如下步驟:

(1)啟動:啟動北斗短報文衛星授時信道切換程序;

(2)校驗:校驗BDS或GPS當前狀態、有效衛星顆數、獲取時間、頻率、經緯度和海拔高度等信息:

若是校驗正常,轉到步驟(3)和步驟(4);

若是校驗非正常,轉到步驟(13);

(3)保存數據:保存BDS或GPS當前狀態、有效衛星顆數、獲取時間、頻率、經緯度和海拔高度信息;

(4)發送指令:發送切換指令及主控授時系統的系統標識、有效衛星顆數、獲取時間、頻率、經緯度和海拔高度信息;

(5)接收指令:接收切換指令及主控授時系統的系統標識、有效衛星顆數、獲取時間、頻率、經緯度和海拔高度等信息;

(6)校驗:主控授時裝置若是自由控制模式,則自動流轉到步驟(7);若是特定模式,則對主控授時系統的系統標識和主控授時裝置中存儲的主控系統標識進行校驗:

若是校驗正常,轉到步驟(7);

若是校驗非正常,轉到步驟(13);

(7)切換信道:主控授時裝置自動切換自屬的BDS或GPS接收信道;

(8)獲取信號:主控授時裝置通過自屬的BDS或GPS接收信道獲取BDS或GPS微波信號;

(9)解析數據:主控授時裝置對獲取BDS或GPS微波信號進行解析;

(10)對比數據:對自屬授時接收信道獲取BDS或GPS時間和頻率信息與主控授時系統提供的時間和頻率進行比對;

(11)判斷:對步驟(10)的比對結果進行判斷:

若是判斷通過,轉到步驟(12);

若是判斷不通過,轉到步驟(13);

(12)同步數據:將時間和頻率信息同步給其他設備和系統平臺;

(13)結束:切換信道程序完成,返回結果。

附圖說明

下面結合附圖進一步描述本發明的技術方案:

圖1是本發明的基于北斗短報文主控授時裝置示意圖;

圖2是本發明的基于北斗短報文主控授時系統示意圖;

圖3是本發明的基于北斗短報文主控授時方法流程圖。

具體實施方式

為了加深對本發明的理解,下面將結合附圖和實施例對本發明做進一步詳細描述,該實施例僅用于解釋本發明,并不對本發明的保護范圍構成限定。

如圖1所示,是本實施例中的基于北斗短報文主控授時裝置,該主控授時裝置包括有BDS收發模塊、BDS信號采集模塊和GPS信號采集模塊;所述BDS收發模塊、BDS信號采集模塊和GPS信號采集模塊分別通過放大、濾波和衰減模塊與CPU計算控制模塊進行通訊連接,所述CPU計算控制模塊連接有提供電源的電源管理模塊,所述電源管理模塊轉換外接電源給主控授時裝置中的各個部件進行供電;所述CPU計算控制模塊與BDS/GPS時鐘解析模塊雙向進行信號傳輸連接;所述CPU計算控制模塊分別連接有射頻信號輸出模塊、數字信號輸出模塊和其他格式輸出模塊;

其中,所述BDS收發模塊:接收北斗短報文主控授時主系統短報文指令和信息;

所述BDS信號采集模塊:采集接收BDS的時間和頻率等信號;

所述GPS信號采集模塊:采集接收GPS的時間和頻率等信號;

所述放大、濾波和衰減模塊:根據CPU計算控制模塊強弱監測的結果,對接收到BDS或GPS的時間和頻率等信號進行放大、濾波和衰減處理;

所述CPU計算控制模塊:對接收到的BDS或GPS時間和頻率等的信號強弱監測;對所述放大、濾波和衰減模塊、BDS/GPS時鐘解析模塊、射頻信號輸出模塊、數字信號輸出模塊和其他格式輸出模塊進行控制;對自屬授時接收信道獲取BDS或GPS時間和頻率信息與主控授時系統提供的時間和頻率進行比對;

所述BDS/GPS時鐘解析模塊:解析自屬授時接收信道獲取BDS或GPS有效衛星顆數、時間、頻率、經緯度和海拔高度信息,并將信息傳輸給所述CPU計算控制模塊;

所述射頻信號輸出模塊:接收所述CPU計算控制模塊的指令,通過射頻信號將時間和頻率信息同步給其他設備和系統平臺;

所述數字信號輸出模塊:接收所述CPU計算控制模塊的指令,通過數字信號將時間和頻率信息同步給其他設備和系統平臺。

所述其他格式輸出模塊:接收所述CPU計算控制模塊的指令,通過其他格式信號將時間和頻率信息同步給其他設備和系統平臺。

在本實施例中,主控授時裝置有特定和自由兩種控制模式,其中特定控制模式指主控授時裝置只接受特定授時系統的授時切換指令;自由控制模式指主控授時裝置可接受任意授時系統的授時切換指令。

如圖2所示,基于北斗短報文主控授時系統包括有主控授時裝置(如圖1所示);還包括有北斗短報文主控授時主系統、BDS衛星、GPS衛星、主控授時裝置、其他設備和系統平臺;利用北斗短報文發送機制實現所述北斗短報文主控授時主系統和所述主控授時裝置的通信、發送的報文信息;

其中,所述北斗短報文主控授時主系統:主要進行BDS或GPS校驗和發起切換指令;

所述BDS衛星:主要為傳輸北斗短報文的傳輸通道,且提供BDS的時間和頻率信息;

所述GPS衛星:提供GPS的時間和頻率信息;

所述主控授時裝置:主要進行信道切換;通過自屬接收信道獲取時間和頻率信息;通過自屬授時接收信道獲取時間和頻率信息與主控授時系統提供的時間和頻率進行比對,以保證信道成功切換及時間和頻率的準確性;將時間和頻率信息同步給其他設備和系統平臺;

所述其他設備和系統平臺:接收主控授時裝置時間和頻率信息。

利用北斗短報文發送機制實現該主控授時系統和所述主控授時裝置的通信、發送的報文信息包含:切換指令、系統標識、有效衛星顆數、時間和頻率等信息;主控授時裝置接收到切換指令后,按照所述北斗短報文主控授時主系統的指令將主控授時裝置的授時接收信道切換成BDS信道或GPS信道;主控授時裝置通過自屬授時接收信道獲取BDS或GPS信息包括:有效衛星顆數、時間、頻率、經緯度和海拔高度信息;主控授時裝置信道切換成功后,通過自屬授時接收信道獲取BDS或GPS時間和頻率信息,與所述北斗短報文主控授時主系統提供的時間和頻率進行比對,以保證信道成功切換及時間和頻率的準確性;主控授時裝置通過自屬授時接收信道獲取BDS或GPS時間和頻率信息與所述北斗短報文主控授時主系統提供的時間和頻率比對通過后,需要通過射頻信號輸出模塊、數字信號輸出模塊和其他格式輸出模塊將時間和頻率信息同步給其他設備和系統平臺。

如圖3所示,基于北斗短報文主控授時方法,包含如下步驟:

(1)啟動:啟動北斗短報文衛星授時信道切換程序;

(2)校驗:校驗BDS或GPS當前狀態、有效衛星顆數、獲取時間、頻率、經緯度和海拔高度等信息:

若是校驗正常,轉到步驟(3)和步驟(4);

若是校驗非正常,轉到步驟(13);

(3)保存數據:保存BDS或GPS當前狀態、有效衛星顆數、獲取時間、頻率、經緯度和海拔高度信息;

(4)發送指令:發送切換指令及主控授時系統的系統標識、有效衛星顆數、獲取時間、頻率、經緯度和海拔高度信息;

(5)接收指令:接收切換指令及主控授時系統的系統標識、有效衛星顆數、獲取時間、頻率、經緯度和海拔高度信息;

(6)校驗:主控授時裝置若是自由控制模式,則自動流轉到步驟(7);若是特定模式,則對主控授時系統的系統標識和主控授時裝置中存儲的主控系統標識進行校驗:

若是校驗正常,轉到步驟(7);

若是校驗非正常,轉到步驟(13);

(7)切換信道:主控授時裝置自動切換自屬的BDS或GPS接收信道;

(8)獲取信號:主控授時裝置通過自屬的BDS或GPS接收信道獲取BDS或GPS微波信號;

(9)解析數據:主控授時裝置對獲取BDS或GPS微波信號進行解析;

(10)對比數據:對自屬授時接收信道獲取BDS或GPS時間和頻率信息與主控授時系統提供的時間和頻率進行比對;

(11)判斷:對步驟(10)的比對結果進行判斷:

若是判斷通過,轉到步驟(12);

若是判斷不通過,轉到步驟(13);

(12)同步數據:將時間和頻率信息同步給其他設備和系統平臺;

(13)結束:切換信道程序完成,返回結果。

對于本領域的普通技術人員而言,具體實施例只是對本發明進行了示例性描述,顯然本發明具體實現并不受上述方式的限制,只要采用了本發明的方法構思和技術方案進行的各種非實質性的改進,或未經改進將本發明的構思和技術方案直接應用于其它場合的,均在本發明的保護范圍之內。

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