[发明专利]一种基于UWB的无线授时系统以及无线授时方法

权利要求书

1.一种基于UWB的无线授时系统，其特征在于，

包括UWB无线授时主站、UWB无线授时从站、需授时设备以及标准时间设备；

所述UWB无线授时主站与所述标准时间设备连接，所述UWB无线授时主站和所述UWB无线授时从站之间无线连接，所述UWB无线授时从站与所述需授时设备连接；

通过所述标准时间设备将标准时间信息输入到所述UWB无线授时主站，然后通过所述UWB无线授时主站将标准时间信息输入到所述UWB无线授时从站，所述UWB无线授时从站通过和所述UWB无线授时主站信息交互中获得的所述UWB无线授时主站和所述UWB无线授时从站之间的路径延迟信息，然后所述UWB无线授时从站通过所述路径延迟信息对从所述UWB无线授时主站输入的标准时间信息进行修正并输入到所述需授时设备。

2.根据权利要求1所述的基于UWB的无线授时系统，其特征在于，所述UWB无线授时主站包括主站PLL电路、主站UWB模块、主站UWB天线和主站MCU；所述标准时间设备通过所述主站PLL电路将10MHz时钟信号转为38.4MHz时钟信号输入到所述主站UWB模块，所述标准时间设备将标准1PPS信号以及含有标准时间信息的串口信息输入到所述主站MCU内，所述主站MCU初始化所述主站UWB模块并根据输入的信息通过所述主站UWB模块以及所述主站UWB天线发射含有当前时刻标准时间信息的广播帧。

3.根据权利要求1所述的基于UWB的无线授时系统，其特征在于，所述UWB无线授时从站包括从站PLL电路、从站UWB模块、从站UWB天线、从站MCU以及压控时钟；通过所述从站UWB天线和所述从站UWB模块获得从所述UWB无线授时主站传递的信息对所述UWB无线授时从站的本地时间进行比对修正得到从站标准时间，并通过所述从站PLL电路将标准10MHEZ信号输出到所述需授时设备，通过所述从站MCU将标准1PPS信号以及从站标准时间信息输出到所述需授时设备。

4.一种基于权利要求1所述的基于UWB的无线授时系统的无线授时方法，其特征在于，

所述UWB无线授时主站从所述标准时间设备获得当前的标准时间信息；

所述UWB无线授时主站将包含当前的所述标准时间信息的广播帧通过UWB技术进行广播；

所述UWB无线授时从站通过收到的广播帧校正本地时间并向所述UWB无线授时主站发送回复帧；

所述UWB无线授时主站通过所述回复帧读取出所述UWB无线授时主站和所述UWB无线授时从站的时钟频偏并计算出路径延迟信息，并将路径延迟信息写入修正帧发送给对应的所述UWB无线授时从站；

所述UWB无线授时从站根据所述修正帧中的路径延迟信息来修正收到的标准时间信息来得到从站标准时间信息，并将所述从站标准时间信息发送给所述需授时设备。

5.根据权利要求4所述的线授时方法，其特征在于，所述回复帧包括所述UWB无线授时从站接收广播帧的接收时刻到本次回复帧的发射时刻的时间间隔。

6.根据权利要求5所述的线授时方法，其特征在于，所述UWB无线授时主站受到所述回复帧后，通过所述回复帧计算从所述广播帧发射时刻到接收回复帧的接收时刻的时间间隔，再读取出主站和从站的时钟频偏，然后通过SS-TWR公式来计算出主站以及从站之间的路径延迟信息。

7.根据权利要求4所述的线授时方法，其特征在于，所述UWB无线授时从站收到UWB无线授时主站发送的修正帧内包含的所述路径延迟信息后，将传送过来的标准时间信息以及所述路径延迟计算得到更准确的所述从站标准时间信息，并将所述从站标准时间信息和所述UWB无线授时从站内的当前的本地时间进行对比计算出钟差，并修正；所述UWB无线授时从站根据多次修正的钟差，计算出钟飘，所述UWB无线授时从站根据钟飘对压控时钟的电压进行调整，直到所述UWB无线授时从站与所述UWB无线授时主站的时间误差在亚ns级内后将所述从站标准时间信息输出到给需授时设备。