[发明专利]一种基于多节点组网的时间同步方法

权利要求书

1.一种基于多节点组网的时间同步方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)在无线网络中选定一个节点作为时间同步的基准节点，基准节点选择具有原子钟的设备处；

2)对无线网络中的各个节点划分节点层级，节点层级包括主站节点、N级从站节点和自由站节点，N为自然数；主站是一级从站的上级节点，N级从站是N+1级从站的上级节点，自由站的上级节点是主站节点和N级从站节点中的任何一种；主站节点选在基准节点处，以主站时间基准作为参考，其他节点时间信号分别与其上级节点同步；

3)校准各级从站与主站之间的相对时延；

4)设置主站和各级从站节点的ID号和相对时延校准数据；

5)在各级时间同步节点处安装相应的无线时间同步终端；

6)开启各节点的无线时间同步终端设备，依据步骤4)各级节点的ID号和步骤2)的层级划分情况建立时间同步网络，每级无线时间同步终端设备仅接收其上级和下级节点的无线信号；

7)各节点无线时间同步终端解调各个接收通道的无线信号，分别产生各通道的伪距测量值，并把伪距测量值和节点的ID号写入无线通信电文字段，发送给其上、下级节点；

8)各节点无线时间同步终端通过接收其上级节点发送的伪距值和自身产生的伪距值，结合步骤3)的相对时延校准数据，利用双向时间比对原理计算本节点与上级节点之间的钟差，利用该钟差控制本地时钟源，使其产生与上级节点的初同步时间信号；

9)各级节点积累本节点与其上级节点之间的钟差数据，对其进行建模，获得本地时钟源与上级时钟源之间的相对频率偏差和老化系数，并对本地时钟源进行精细控制，实现本地时钟源与上级时钟源的同频同相；经过数据收敛，实现全网纳秒量级的时钟同步。

2.根据权利要求1所述的基于多节点组网的时间同步方法，其特征在于，所述的无线网络中，有时间同步需求的独立设备，且该设备和其他设备间没有公用的参考时间信号，则在该设备处设立一个时间节点；如果多个设备公用参考时间信号，则在其中任意一个设备处设立基准节点。

3.根据权利要求1所述的基于多节点组网的时间同步方法，其特征在于，所述的无线网络中，两个节点间的无线信号传输距离大于1.5公里时，在两个节点间增加中间节点进行过度；两个节点之间有信号遮挡时，绕过障碍物增加一级节点作为中继。

4.根据权利要求1所述的基于多节点组网的时间同步方法，其特征在于，所述的步骤3)中，校准各级从站与主站间相对时延的具体过程为：在主站节点所在地安装时间同步主站无线时间同步终端；安装一个从站无线时间同步终端，并把该无线时间同步终端初步设置为一级从站，和主站开展近零基线无线时间比对，利用时差测量设备测量主站无线时间同步终端与该从站无线时间同步终端之间的时差，该时差与无线时间比对结果的偏差作为相对时延校准值；重复本步骤，校准其他从站与主站之间的相对时延。

5.根据权利要求1所述的基于多节点组网的时间同步方法，其特征在于，所述的步骤8)中，一级从站节点综合前一时段与主站节点之间的钟差数据，对本节点的1PPS信号进行相位调整，使其与主站节点1PPS信号之间的偏差在设定范围以内；一级从站与主站初同步建立以后，在通过数据电文向下级站发送其初同步完成标志，下级站收到该初同步完成标志之后，开始积累一个时段与其上级节点之间的钟差数据，然后基于该钟差数据对本节点的1PPS信号进行相位调整，使其与上级节点之间的偏差在设定范围以内，并发送初同步完成标志；以此类推，直至自由站完成初同步。