[发明专利]北斗多功能时统系统

说明书

技术领域

本发明属于卫星导航系统授时设备领域，涉及一种利用我国北斗卫星定位系统的高精度北斗多功能时统系统。

背景技术

时统系统是一种同步于北斗或GPS卫星系统参考其高精度时间频率的服务器设备，随着北斗终端设备的不断发展，其北斗时统系统也在向着多功能、高精度、高稳定性、高集成度等方向发展。现已广泛应用于通信系统、电力系统、数字广播电视系统、金融系统、气象天文系统、物联网、专用通讯等领域，以上各领域均需要精密、稳定可靠的时频服务设备。但受到时钟校准技术的缺陷，目前的时统系统中存在着守时精度不高，难以满足现场需求等不足。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，克服现有时统系统服务器时频服务精度低、系统功能单一、系统可扩展性较差等，提供一种北斗多功能、高精度、高稳定性的时统系统，提高系统功能的可扩展性，满足多种条件下系统多功能服务的需求。

本发明的技术思路是系统在硬件结构设计上主要采用灵活的插卡式设计，支持热插拔，实现不同用户多种功能之间的任意切换；采用多种授时信号，各种授时信号及接口类型可灵活选择配置设计，所有信号均经过光电隔离输出的技术方案，实现系统运行的高稳定性；系统主要采用主时钟和扩展钟铷钟配置的选择设计，系统采用对铷钟精确校正的设计，增加其系统的时频服务精度。

本发明的具体技术方案如下：

一种北斗多功能时统系统，包括天线模块、卫星接收模块、NTP模块、守时板模块、B码输出模块、母板、显控单元和电源模块；天线模块的输出与卫星接收模块相连，卫星接收模块的输出/输入端与母板相连，NTP模块的输入/输出端与母板相连，守时板模块的输入输出端与母板相连，B码模块的输入/输出端与母板相连，显控单元的输入模块与母板相连，电源模块的输出与母板相连。

守时模块包括总线接口、铷钟、STM32模块、FPGA主控模块、JTAG接口、Flash存储、时钟倍频芯片、1PPS输入、1PPS输出和DC输入，守时模块的总线输入/输出端与母板相连，总线接口与FPGA主控模块相连，FPGA主控模块输出与总线接口相连，铷钟输出与FPGA主控模块相连，STM32模块与FPGA主控模块相连，FPGA主控模块输入/输出与JTAG接口和Flash存储相连，时钟倍频芯片输出与FPGA主控模块相连，1PPS输入输出与FPGA主控模块相连，1PPS输出输入与FPGA主控模块相连，DC输入输出与FPGA主控模块相连；

FPGA主控模块包括干扰信号处理单元、频差计算单元、参数转换单元、分频单元和倍频单元，来自1PPS输入的信号经过干扰信号处理单元处理后得到稳定的信号作为卫星基准同步信号；FPGA主控模块经过分频单元产生固定脉冲信号，在频差计算单元内与卫星基准同步信号的前沿进行比较，最后由参数转换单元转换为对应的频率参数后与铷钟对接，完成对铷钟频率值的闭环校准。

上述北斗多功能时统系统中，卫星接收模块包括天线接口、北斗接收模块、FPGA主控模块、时钟倍频芯片、总线接口、JTAG接口、Flash存储、RS‐232接口和1PPS输出，卫星接收模块的总线输入/输出端与母板相连，总线接口与FPGA主控模块和时钟倍频芯片相连，时钟倍频芯片与FPGA主控模块相连，FPGA主控模块的输入/输出与北斗接收模块相连，北斗接收模块的输入与天线接口的输出相连，FPGA主控模块的输入/输出同时也与JTAG接口和Flash存储相连，FPGA主控模块的输出与1PPS输出相连，FPGA主控模块与RS‐232接口相连。

上述北斗多功能时统系统中，NTP模块包括总线接口、时钟倍频芯片、FPGA主控模块、JTAG接口、Flash存储、STM32模块和NTP服务器，NTP模块的总线输入/输出端与母板相连，总线接口与FPGA主控模块和时钟倍频芯片相连，时钟倍频芯片与FPGA主控模块相连，FPGA主控模块的输入/输出与JTAG接口和Flash存储相连，FPGA主控模块的输入/输出与STM32模块相连，STM32模块与NTP服务器相连。