趙威 陸海 李澤文 趙雄 孫潔

摘? 要： 隨著我國(guó)智能電網(wǎng)建設(shè)進(jìn)程的不斷推進(jìn)，需要保證各種電力設(shè)備以及自動(dòng)化系統(tǒng)都在同一基準(zhǔn)時(shí)間下運(yùn)行，因此保證授時(shí)系統(tǒng)的可靠、穩(wěn)定、精確授時(shí)是當(dāng)前的主要目標(biāo)。針對(duì)當(dāng)前所存在的問題，本文提出一種基于多源授時(shí)的高精度同步時(shí)鐘授時(shí)方案，在正常狀態(tài)下通過北斗時(shí)鐘與GPS時(shí)鐘提供授時(shí)信號(hào)，并針對(duì)兩者的授時(shí)信號(hào)的可靠性進(jìn)行主授時(shí)源的選擇，通過衛(wèi)星秒時(shí)鐘同步晶振秒時(shí)鐘，并通過數(shù)字鎖相環(huán)模塊進(jìn)行信號(hào)誤差處理，最終實(shí)現(xiàn)高精度同步時(shí)鐘輸出。

關(guān)鍵詞： 授時(shí)系統(tǒng);同步時(shí)鐘;多源授時(shí);數(shù)字鎖相環(huán)

中圖分類號(hào)： TP211+.5? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A? ? DOI：10.3969/j.issn.1003-6970.2019.10.022

本文著錄格式：趙威，陸海，李澤文，等. 基于多源授時(shí)原理的高精度同步時(shí)鐘研究[J]. 軟件，2019，40（10）：97102

Research on High Precision Synchronous Clock Based on Multi-source Timing Principle

ZHAO Wei1， LU Hai2， LI Ze-wen2， ZHAO Xiong3， SUN Jie4

（1. Yunnan Electric Power Research Institute， Kunming 650217， China; 2. School of Electrical and information Engineering， Changsha

University of Science and Technology， ChangSha 410004， China; 3. Vidali Industrial （Chibi） Co.， Ltd; 4. Chongyang County Education Burea）

【Abstract】： With the continuous advancement of China's smart grid construction process， it is necessary to ensure that all kinds of power equipment and automation systems operate at the same reference time. Therefore， it is the current main goal to ensure reliable， stable and accurate timing of the timing system. Aiming at the current problems， this paper proposes a high-precision synchronous clock timing scheme based on multi-source timing， which provides timing signals through the Beidou clock and GPS clock under normal conditions， and performs the main timing for the reliability of the timing signals of the two. The source is selected， the crystal clock is synchronized by the satellite second clock， and the signal error processing is performed by the digital phase-locked loop module to finally realize the high-precision synchronous clock output.

【Key words】： Timing system; Synchronous clock; Multi-source timing; Digital phase-locked loop

0? 引言

當(dāng)前我國(guó)電力企業(yè)正在積極建設(shè)能源互聯(lián)網(wǎng)，其中包括泛在電力物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)和堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)建設(shè)。泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的建設(shè)使得電力用戶側(cè)、電網(wǎng)企業(yè)側(cè)、發(fā)電企業(yè)側(cè)、供應(yīng)商側(cè)以及作業(yè)人員和設(shè)備側(cè)能夠有效的連接在一起，保證數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)有效的共享，通過數(shù)據(jù)的共享能夠更好的為用戶提供更好的服務(wù)[1]。堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)建設(shè)需要保證“電力流、信息流、業(yè)務(wù)流”統(tǒng)一，其中就需要保證時(shí)間同步精度滿足要求。

當(dāng)前我國(guó)的時(shí)間同步裝置大多數(shù)是支持GPS接收模塊，但是GPS的系統(tǒng)掌控權(quán)被美國(guó)軍方控制，當(dāng)GPS衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)出現(xiàn)問題無法正常工作或者在時(shí)局緊張時(shí)期美方調(diào)整甚至切斷GPS信號(hào)，將會(huì)對(duì)我國(guó)生產(chǎn)生活帶來巨大的影響[2-7]。因此，隨著我國(guó)北斗導(dǎo)航系統(tǒng)的正式投入商用，北斗授時(shí)技術(shù)將在我國(guó)各個(gè)領(lǐng)域投入使用，諸如智慧城市、交通運(yùn)輸、氣象探測(cè)、授時(shí)服務(wù)等領(lǐng)域，在電力領(lǐng)域主要應(yīng)用為北斗電力授時(shí)。

因此針對(duì)以上安全以及穩(wěn)定性問題，本文提出一種基于GPS、北斗時(shí)鐘源授時(shí)互備的的穩(wěn)定授時(shí)思路，在GPS授時(shí)精度達(dá)不到要求或者出現(xiàn)穩(wěn)定性問題時(shí)自動(dòng)切換北斗衛(wèi)星為授時(shí)源，并且當(dāng)兩者在極端情況下出現(xiàn)問題時(shí)通過調(diào)用歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行授時(shí)并通過數(shù)字鎖相環(huán)對(duì)授時(shí)過程中產(chǎn)生的累積誤差進(jìn)行優(yōu)化消除保證授時(shí)的精度以及穩(wěn)定性。

1? 多源授時(shí)系統(tǒng)原理

1.1? 授時(shí)系統(tǒng)存在的主要問題

時(shí)間同步系統(tǒng)在工作過程中，存在一些關(guān)鍵性問題需要進(jìn)行針對(duì)性分析探討，主要存在的問題如下：

（1）可靠性問題：包括對(duì)于整個(gè)時(shí)間體系—時(shí)間源、傳遞、授時(shí)等被允許依賴的程度級(jí)別以及同步訊息、過程的可靠性;

（2）安全性問題：在自然災(zāi)害或者時(shí)局導(dǎo)致的授時(shí)隱患;

（3）授時(shí)精度問題：授時(shí)源精度以及授時(shí)信號(hào)在傳遞過程中產(chǎn)生的誤差對(duì)整體授時(shí)精度的影響;

（4）經(jīng)濟(jì)性問題：授時(shí)系統(tǒng)在建設(shè)以及維護(hù)產(chǎn)生的費(fèi)用和設(shè)備更新費(fèi)用等其他費(fèi)用是主要的經(jīng)濟(jì)性問題;

針對(duì)我國(guó)電網(wǎng)發(fā)展規(guī)模龐大、跨度大的特點(diǎn)，想要實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行以及進(jìn)行安全的電力生產(chǎn)活動(dòng)，需要保證穩(wěn)定可靠精確授時(shí)[8-10]，由此進(jìn)行授時(shí)系統(tǒng)方案選擇時(shí)，主要需要具備以下特點(diǎn)：

a. 授時(shí)源應(yīng)具備較高的穩(wěn)定性，并且應(yīng)該由多時(shí)鐘源組成，多授時(shí)源形成互備，保障在單授時(shí)源故障時(shí)仍能可靠精確授時(shí);

b. 其次應(yīng)保證授時(shí)源的自主性，避免出現(xiàn)特殊局勢(shì)情況下技術(shù)受限從而影響電力系統(tǒng)安全運(yùn)行以及產(chǎn)生電力安全生產(chǎn)隱患;

c. 滿足電力系統(tǒng)對(duì)授時(shí)精度的需求，盡可能的減小誤差的影響;

d. 在建設(shè)授時(shí)系統(tǒng)時(shí)盡可能的對(duì)現(xiàn)有設(shè)備進(jìn)行升級(jí)利用，避免資源浪費(fèi)影響經(jīng)濟(jì)性;

1.2? 多源授時(shí)原理

當(dāng)前電力系統(tǒng)授時(shí)源主要有：GPS時(shí)鐘、北斗時(shí)鐘以及晶振時(shí)鐘，考慮到單一時(shí)鐘源授時(shí)，會(huì)出現(xiàn)授時(shí)精度不足、授時(shí)穩(wěn)定性差、安全性不足等問題。因此要解決上述問題實(shí)現(xiàn)安全可靠穩(wěn)定授時(shí)服務(wù)，需要將各時(shí)鐘源的優(yōu)點(diǎn)結(jié)合補(bǔ)齊授時(shí)短板，最終實(shí)現(xiàn)精度更高、完全性更強(qiáng)、穩(wěn)定性更好的對(duì)時(shí)服務(wù)。

本文所采取的授時(shí)系統(tǒng)是基于北斗/GPS衛(wèi)星授時(shí)模塊進(jìn)行搭建搭建的，構(gòu)建智能電網(wǎng)時(shí)間同步網(wǎng)為電力系統(tǒng)提供安全可靠的時(shí)間基準(zhǔn)。其次利用IEEE 1588 v2同步技術(shù)和運(yùn)用當(dāng)前成熟的電力通信網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)以衛(wèi)星授時(shí)為主、以本地主時(shí)鐘守時(shí)搭配通信網(wǎng)絡(luò)為輔的“天地”互備授時(shí)系統(tǒng)[11-13]。

具體的多源授時(shí)原理圖如圖1所示。

多源授時(shí)系統(tǒng)在具體工作流程為：

當(dāng)衛(wèi)星接收裝置正常運(yùn)作時(shí)，電力系統(tǒng)各時(shí)間節(jié)點(diǎn)會(huì)優(yōu)先選擇衛(wèi)星時(shí)鐘進(jìn)行授時(shí)，完成系統(tǒng)內(nèi)各電力電子設(shè)備和電子裝置的精準(zhǔn)授時(shí)，并通過中間通信網(wǎng)絡(luò)的同步信號(hào)完成各時(shí)間節(jié)點(diǎn)的同步信息校驗(yàn)[14]。

當(dāng)衛(wèi)星接收裝置處于非正常運(yùn)行時(shí)，基于數(shù)字鎖相環(huán)的同步時(shí)鐘會(huì)調(diào)整為失步模式，并調(diào)用系? ?統(tǒng)記錄的歷史時(shí)間信息進(jìn)行授時(shí)。如果衛(wèi)星接收機(jī)在短時(shí)間后恢復(fù)正常工作，則繼續(xù)采用衛(wèi)星時(shí)鐘授時(shí)[15-17];如果衛(wèi)星接收機(jī)長(zhǎng)時(shí)間處于非正常工作狀態(tài)，則根據(jù)最佳主時(shí)鐘算法在調(diào)度中心或者其他電站選擇授時(shí)精度較高的時(shí)鐘作為授時(shí)時(shí)鐘源，并通過電力通信網(wǎng)進(jìn)行全局的時(shí)間同步，避免授時(shí)系統(tǒng)出現(xiàn)混亂。

具體的多源授時(shí)系統(tǒng)工作流程圖如圖2。

1.3? 時(shí)鐘源切換策略

同步時(shí)鐘授時(shí)源從空間位置上可以分為天基部分以及地基部分，其中天基部分主要由北斗衛(wèi)星和GPS衛(wèi)星授時(shí)系統(tǒng)構(gòu)成，地基部分由地面時(shí)鐘源、網(wǎng)絡(luò)時(shí)鐘以及通信網(wǎng)絡(luò)組成[18]。

同步時(shí)鐘授時(shí)過程中需要根據(jù)時(shí)鐘源實(shí)際的授時(shí)精度來進(jìn)行調(diào)整切換，因此整體的切換策略分為天基授時(shí)源切換策略以及天基授時(shí)無效時(shí)的時(shí)源切換切換策略。當(dāng)前運(yùn)用的同步時(shí)鐘切換優(yōu)先級(jí)如表1所示。

由上表可知，當(dāng)天基授時(shí)源正常工作時(shí)，會(huì)優(yōu)先使用北斗衛(wèi)星時(shí)鐘作為時(shí)鐘源進(jìn)行授時(shí)，并同時(shí)使用GPS衛(wèi)星時(shí)鐘作為后備時(shí)鐘源，后備時(shí)鐘源切換僅僅是在檢測(cè)到同步時(shí)間信號(hào)異常或者主時(shí)鐘源授時(shí)異常時(shí)進(jìn)行切換，由此保證授時(shí)的穩(wěn)定可靠性，其次當(dāng)主授時(shí)源通過自檢完成授時(shí)恢復(fù)時(shí)，會(huì)重新切換至主授源授時(shí)。

當(dāng)天基授時(shí)系統(tǒng)工作異常時(shí)，會(huì)通過將同步時(shí)鐘置于失步運(yùn)行模式，同時(shí)調(diào)用歷史授時(shí)數(shù)據(jù)來進(jìn)行準(zhǔn)確授時(shí)，當(dāng)天基授時(shí)源恢復(fù)時(shí)重新啟用衛(wèi)星授時(shí)。

2? 基于多源授時(shí)原理的高精度同步時(shí)鐘

2.1? 時(shí)鐘誤差特性分析

同步時(shí)鐘在進(jìn)行授時(shí)操作時(shí)會(huì)受到各種因素影響從而使得授時(shí)精度產(chǎn)生偏差，晶振時(shí)鐘由于自身特點(diǎn)在長(zhǎng)時(shí)間工作時(shí)會(huì)產(chǎn)生累積誤差，因此我們需要對(duì)時(shí)鐘誤差進(jìn)行可靠的分析并提出相應(yīng)的消除修正方法，從而有效的提高授時(shí)的可靠性。

2.1.1? 衛(wèi)星時(shí)鐘誤差分析

衛(wèi)星接收機(jī)接收衛(wèi)星信號(hào)，并輸出與UCT時(shí)鐘同步的秒脈沖信號(hào)。從個(gè)體分析，其誤差具備不固定性，具體表現(xiàn)為左右擺動(dòng)。從整體分析，誤差服從標(biāo)準(zhǔn)差為的正態(tài)分布，當(dāng)樣本個(gè)數(shù)為時(shí)，可得：

（1）

對(duì)于n個(gè)秒時(shí)鐘序列，對(duì)應(yīng)的隨機(jī)偏差為，而標(biāo)準(zhǔn)的秒時(shí)鐘為，因此

（2）

其中

隨機(jī)誤差平均值為：

（3）

根據(jù)分析可知，衛(wèi)星時(shí)鐘雖然具有隨機(jī)誤差，但是在長(zhǎng)時(shí)間下，衛(wèi)星時(shí)鐘的累積誤差接近于零，這從某些方面說明衛(wèi)星時(shí)鐘具備著長(zhǎng)時(shí)間授時(shí)穩(wěn)定性好但短時(shí)穩(wěn)定性較差的授時(shí)特性。

其中為標(biāo)準(zhǔn)時(shí)鐘，為晶振時(shí)鐘，為衛(wèi)星時(shí)鐘。

2.1.2? 晶振秒時(shí)鐘誤差

晶振能夠產(chǎn)生不同電路需求的振蕩頻率，因此，為了研究晶振的誤差特性，令一個(gè)周期T內(nèi)的脈沖頻率為，可得公式：

（4）

其中，為晶振秒時(shí)鐘，為晶振的振蕩次數(shù)。

一般實(shí)際運(yùn)用中使用的晶振是高穩(wěn)恒溫晶振，這種類型的晶振能夠?qū)崿F(xiàn)較高的穩(wěn)定頻率輸出，因此晶振時(shí)鐘具備隨機(jī)誤差小的特點(diǎn)。

設(shè)不同時(shí)刻的晶振秒時(shí)鐘序列依次為 ，其中，與UCT的誤差初值為a，此后每秒內(nèi)增加的時(shí)間誤差為b。標(biāo)準(zhǔn)秒時(shí)鐘為，因此，可得到一秒內(nèi)的相對(duì)時(shí)間偏差分別：

（5）

由公式可知，在計(jì)時(shí)開始時(shí)刻，值相對(duì)偏小，而隨著時(shí)間的增加，值不斷增大，在較長(zhǎng)的時(shí)間后，晶振已具有明顯的累計(jì)誤差[19]。

2.1.3? 其他誤差分析

同步時(shí)鐘誤差除了衛(wèi)星時(shí)鐘誤差以及晶振秒時(shí)鐘誤差之外，在整個(gè)時(shí)間信號(hào)傳遞過程中同樣存在其他誤差，這些誤差也是影響其授時(shí)精度的影響因素之一。

（1）傳輸過程誤差

脈沖信號(hào)在進(jìn)行較長(zhǎng)距離的傳輸時(shí)，會(huì)不可避免的通過電纜以及數(shù)字電路，這會(huì)產(chǎn)生一定的相對(duì)固定的延時(shí)。

（2）運(yùn)行誤差

同步時(shí)鐘在進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行時(shí)，在一定程度上會(huì)受電磁干擾，這些干擾會(huì)使得衛(wèi)星信號(hào)接收機(jī)接? 收到的信號(hào)中含有干擾信號(hào)，從而干擾到時(shí)鐘同步精度。

（3）衛(wèi)星時(shí)鐘失效誤差

當(dāng)前時(shí)鐘應(yīng)急處理機(jī)制中，當(dāng)衛(wèi)星時(shí)鐘信號(hào)接收機(jī)無法正常的進(jìn)行接收操作時(shí)，偽脈沖信號(hào)發(fā)送裝置會(huì)向接收機(jī)發(fā)送誤差相對(duì)較大的時(shí)間信號(hào)，這會(huì)較大程度上降低同步精度，由此需要進(jìn)行偽脈沖信號(hào)判別以及相應(yīng)的偽脈沖信號(hào)誤差修正。

2.2? 高精度同步時(shí)鐘實(shí)現(xiàn)原理

衛(wèi)星時(shí)鐘秒脈沖存在隨機(jī)誤差，該脈沖的上升沿一般是在標(biāo)準(zhǔn)時(shí)鐘UTC上升沿左右進(jìn)行波動(dòng)，因此可以以此時(shí)鐘源信號(hào)作為主時(shí)鐘源并同步晶振秒脈沖信號(hào)。

針對(duì)兩種時(shí)鐘特性互補(bǔ)的特點(diǎn)，本文擬采取高精度數(shù)字鎖相環(huán)原理來利用衛(wèi)星時(shí)鐘作為輸入時(shí)鐘信號(hào)源來同步晶振時(shí)鐘，基于數(shù)字鎖相環(huán)原理的同步時(shí)鐘授時(shí)原理框圖如圖4所示。

其中主要功能實(shí)現(xiàn)模塊主要由脈沖狀態(tài)檢測(cè)模塊、相位比較模塊、濾波模塊、晶振模塊、晶振校正模塊、分頻控制模塊、分頻模塊、守時(shí)模塊、顯示模塊、中央處理單元、衛(wèi)星時(shí)鐘接收機(jī)組成。

在整個(gè)功能模塊中，脈沖狀態(tài)監(jiān)測(cè)模塊對(duì)整體的時(shí)鐘模塊起到監(jiān)測(cè)接入信號(hào)是否正常的作用。

當(dāng)1PPS信號(hào)檢測(cè)正常時(shí)，會(huì)通過相位比較模塊進(jìn)行相位比較并產(chǎn)生能夠有效表征輸入、輸出信號(hào)相位滯后或超前的信息，并傳遞到濾波模塊來進(jìn)行濾波處理以輸出相位差輸出信號(hào)。

當(dāng)1PPS信號(hào)檢測(cè)不正常時(shí)，會(huì)通過守時(shí)模塊調(diào)用歷史分頻參數(shù)并結(jié)合晶振產(chǎn)生新的分頻控制系數(shù)，來保證PPS信號(hào)的準(zhǔn)確可靠輸出。濾波模塊產(chǎn)生的相位差輸出信號(hào)會(huì)被作為分頻控制模塊的輸入信號(hào)，通過控制相位校正精度達(dá)到對(duì)干擾噪聲和高頻分量的有效抑制作用，最終輸出分頻器的控制參數(shù)并將該參數(shù)傳遞到分頻模塊和守時(shí)模塊中[20]。晶振校正模塊和晶振模塊會(huì)作為分頻控制模塊的輔助決策模塊，保證分頻器的控制參數(shù)的有效性。

最終會(huì)通過分頻模塊輸出進(jìn)行修正過的高精度秒脈沖信號(hào)即PPS脈沖，由于晶振的工作特性存在累積誤差，為避免由于晶振累積誤差導(dǎo)致較大的授時(shí)誤差，因此需要在以UCT時(shí)鐘為基準(zhǔn)的前提下，對(duì)1PPS、PPS脈沖信號(hào)進(jìn)行相位關(guān)系檢測(cè)，相位比較圖如圖5所示。

其中為為校正脈沖，只出現(xiàn)在1PPS的初始時(shí)刻。當(dāng)出現(xiàn)在PPS的高電平部分（如2、5、6、7秒），則表明PPS的相位超前1PPS相位，一般處理方法是通過分頻控制模塊調(diào)整分頻系數(shù)加1，使得輸出的PPS周期加長(zhǎng)頻率降低，從而實(shí)現(xiàn)PPS的滯后。同樣當(dāng)出現(xiàn)在PPS的低電平部分（如3、4秒），則表明PPS的相位滯后1PPS相位，一般處理方法是通過分頻控制模塊調(diào)整分頻系數(shù)減1，使得輸出的PPS周期變短頻率升高，從而實(shí)現(xiàn)PPS的超前。當(dāng)PPS連續(xù)n次超前（或滯后）1PPS時(shí)，分頻系數(shù)則會(huì)保持加1（或減1），直至n個(gè)晶振周期。

經(jīng)過上述的相位校正后，通過分頻模塊則可以輸出較高精度的PPS脈沖信號(hào)。

2.3? 誤差修正

由上文可以得出，通過晶振秒脈沖時(shí)鐘與衛(wèi)星時(shí)鐘特性互補(bǔ)，可以由晶振輸出精度較高的PPS信號(hào)，并且在足夠大時(shí)，可以通過調(diào)整合適的分頻系數(shù)有效的消除晶振的累積誤差[21]。由于衛(wèi)星1PPS信號(hào)在作為信號(hào)輸入源時(shí)其自身存在隨機(jī)誤差，因此在晶振同步輸出的PPS信號(hào)同樣存在一定程度的隨機(jī)誤差。

分頻控制模塊在接收到濾波模塊經(jīng)過濾波處理過的1PPS脈沖信號(hào)后，根據(jù)相位比較模塊產(chǎn)生的相位比較結(jié)果產(chǎn)生增減脈沖，即當(dāng)PPS超前于1PPS時(shí)產(chǎn)生增脈沖，當(dāng)PPS滯后于1PPS時(shí)產(chǎn)生減脈沖，最后根據(jù)增減脈沖調(diào)節(jié)分頻系數(shù)。

為了有效的修正PPS脈沖信號(hào)的隨機(jī)誤差，防止其跟隨輸入1PPS隨機(jī)誤差波動(dòng)，本文在進(jìn)行分頻系數(shù)調(diào)節(jié)時(shí)是禁止連續(xù)在同一方向調(diào)節(jié)分頻系數(shù)，具體的調(diào)節(jié)方法如下：

（1）當(dāng)產(chǎn)生的是增脈沖時(shí)，（為標(biāo)準(zhǔn)晶振分頻系數(shù)）時(shí)，，并對(duì)后續(xù)的秒脈沖采取滯后操作;時(shí)，，對(duì)后續(xù)的秒脈沖不采取其他操作。

（2）當(dāng)產(chǎn)生的是減脈沖時(shí)，時(shí)， ，對(duì)后續(xù)的秒脈沖不采取其他操作;時(shí)，，并對(duì)后續(xù)的秒脈沖采取滯后操作。

通過上述操作能夠有效的避免PPS連續(xù)的左右移動(dòng)產(chǎn)生較大的隨機(jī)誤差，并且能夠可靠的保證PPS的隨機(jī)誤差在一個(gè)晶振周期內(nèi)。

3? 仿真驗(yàn)證

對(duì)于本文所采取的方法，擬采取CPLD模塊以及MAX PLUSⅡ?qū)崟r(shí)仿真軟件進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)，其中信號(hào)源采取100HZ的信號(hào)源，仿真總時(shí)長(zhǎng)為50ms，具體仿真結(jié)果如圖7所示。

由上述仿真波形可以可看出，圖（1）、（2）衛(wèi)星時(shí)鐘處于正常工作狀態(tài)，其中輸入1PPS脈沖信號(hào)波形大約滯后輸出PPS脈沖波形6.5ns。圖（3）、（4）衛(wèi)星時(shí)鐘處于非正常工作狀態(tài)，由守時(shí)模塊調(diào)用歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行授時(shí)，其中輸入1PPS脈沖信號(hào)波形大約滯后輸出PPS脈沖波形7.3ns。由上述兩仿真結(jié)果可以清晰的看出，本文所采取的同步時(shí)鐘方案在兩種情況下，都能夠較好的保證授時(shí)延時(shí)不超? 過一個(gè)計(jì)數(shù)周期，誤差結(jié)果能夠滿足實(shí)際工程授時(shí)要求。

4? 結(jié)語(yǔ)

本文針對(duì)當(dāng)前授時(shí)系統(tǒng)所存在的可靠性、安全性、精確性問題，提出了一種基于多源授時(shí)原理的高精度同步時(shí)鐘實(shí)現(xiàn)方案，利用北斗衛(wèi)星時(shí)鐘的完全自主權(quán)保證在極端情況下仍能保證授時(shí)的可靠

（1）衛(wèi)星秒脈沖上升沿到來時(shí)的仿真波形 （2）衛(wèi)星秒脈沖下降沿到來時(shí)的仿真波形

（3）衛(wèi)星時(shí)鐘失步后PPS上升沿的仿真波形 （4）衛(wèi)星時(shí)鐘失步后PPS下降沿的仿真波形性、安全性，并且通過北斗衛(wèi)星與GPS衛(wèi)星授時(shí)源互備在一定程度上大大的提高了授時(shí)的精度以及可靠性[22-26]。其次，本文所采用的同步時(shí)鐘方案是基于全數(shù)字鎖相環(huán)原理，能夠很好的利用衛(wèi)星時(shí)鐘以及晶振秒脈沖時(shí)鐘的誤差特性并形成互補(bǔ)，并且能夠在衛(wèi)星時(shí)鐘全部失效的情況下實(shí)現(xiàn)高精度守時(shí)，從而有效的提升了授時(shí)的精確性、穩(wěn)定性及可靠性。

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