[发明专利]基于北斗的DCF77时间码发生方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种同步时钟时间信号的发生方法，特别是涉及一种北斗卫星同步时间信号DCF77时间码的发生方法。

背景技术

随着高新科学技术的发展以及国际经济以及技术交流的不断加深，各国授时技术手段趋于多样化。而各以本国授时技术为依托而开发出的产品，就呈现出了授时输入接口、手段、需求的多样化。

DCF77码是德国无线长波对时信号的时间码，其无线长波可覆盖欧洲地区。

DCF77中‘D’表示Germany，‘C’表示Longwave，‘F’表示near Frankfurt，‘77’表示无线发射频率为77.5KHz。DCF77信号发射设备在德国联邦物理技术研究院的原子钟控制下，将时间信息编码调制后无线发射出去。DCF77时间码为每秒钟一个码元，每分钟发射一帧完整的时间信息(包括年、月、日、星期几、时、分、秒以及一些辅助的时间信息)。

DCF77时间码的一个码元周期是1秒，二进制0用前100ms为低电平，后900ms为高电平的脉冲表示；二进制1用前200ms低电平，后800ms高电平的脉冲表示。其码元波形如图1所示。

德国以及欧洲生产设备一般都具有通过以上所述的DCF77时间码进行授时的接口。而我国电力、通讯、石化、冶金、国防、金融等一些行业中都有通过DCF77对时设备的使用，如何为这些设备安全、准确授时，是我们不可回避的问题。

虽然现在市场上都有GPS转DCF77时间码输出的时钟，但是GPS系统由美国控制，存在巨大的安全隐患，使以上领域中授时的可靠性大大降低，威胁这些重要领域的系统安全。

为解决DCF77在实际运用中的安全性、准确性问题，我们可以基于北斗时间系统，融入快速数字信号处理技术，利用可编程逻辑芯片，生成准确可靠的DCF77时间码。

发明内容

本发明的目的提供一种安全可靠，进而准确性高的基于北斗的DCF77时间码发生方法。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案，它包括以下步骤：

步骤一，北斗卫星授时接收模块接收北斗卫星信号作为本发明中时间同步时钟的时钟源，并对接收到的北斗卫星信号进行处理得到北斗时间信息和秒脉冲信息；然后北斗卫星授时接收模块将获取的北斗时间信息和秒脉冲信息分别提供给时间维护处理模块和DCF77码元生成模块；

步骤二，时间维护处理模块接收到北斗时间信息后，进行信息解析，并重新组帧后转发给DCF77码元生成模块；

步骤三，DCF77码元生成模块根据接收到的秒脉冲信息和转发的北斗时间信息，生成分脉冲信息，将获取的分脉冲信息和秒脉冲信息作为码元生成的时间基点，通过正确的码字寻址和码元寻址，得到码元值生成DCF77码输出。

所述的步骤二还包括如下操作：时间维护处理模块对北斗卫星授时接收模块输出时间的连续性和正确性进行判断；在判断的过程中，首先判断是否存在时间异常标志，若存在时间异常标志且经判断时间重新连续可信，则取消时间异常标志，更新时间信息；若存在时间异常标志且经判断时间不连续，则将秒连续计数清零，重新进行连续性判断；若没有时间异常标志且经判断时间连续，则更新时间信息；若没有时间异常标志且经判断时间不连续，则置时间异常标志。

所述的步骤二还包括如下操作：时间维护处理模块对北斗卫星授时接收模块的工作状态进行检测，若北斗卫星授时接收模块的工作状态为不可用，则根据自身已接收的时间信息，累加产生正确的北斗时间信息。

所述的步骤二在单片机中进行开发实现。

所述单片机的输出端与显示电路相连接。

所述的步骤三中还包括如下操作：在北斗卫星授时接收模块故障或者秒脉冲缺失时，DCF77码元生成模块利用本地分频得到的秒脉冲进行维持；且每个秒脉冲到来时锁存从上一个秒脉冲开始计数的计数值。

所述的步骤三中还包括如下操作：DCF77码元生成模块延迟秒脉冲500ms，得到半秒脉冲送给时间维护处理模块作为中断。

所述的步骤三在可编程逻辑芯片中进行开发实现，所述的可编程逻辑芯片中包括接收存储单元和脉冲处理单元，接收存储单元和脉冲处理单元均与码元生成单元相连接。

所述可编程逻辑芯片的输入端还与本地晶振相连接，其输出端还与电平转换芯片相连接。

采用上述技术方案的本发明，使用北斗卫星导航系统作为时间源，消除了GPS安全隐患，保证了系统的可靠性；使用快速数字信号处理方法，保证处理的实时性与时间精度。具有以下优点：