一種北斗gps雙模電力時間同步裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ]本發(fā)明涉及一種電力的時間同步裝置，特別涉及一種北斗GPS雙模電力時間同步
目.ο
【背景技術(shù)】
[0002]隨著自動化控制技術(shù)的不斷發(fā)展，電力系統(tǒng)自動化控制技術(shù)的應(yīng)用也越來越廣泛，由于電力系統(tǒng)對裝置動作一致性要求甚高，設(shè)備時間不同步不準確則可能引發(fā)巨大的安全隱患，因此，電力系統(tǒng)時間同步十分重要。
[0003]高精度、穩(wěn)定可靠的時鐘源對國家電網(wǎng)正常工作十分重要的，普遍采用衛(wèi)星授時的方法為電力系統(tǒng)提供時間源，目前主要采用GPS作為電網(wǎng)內(nèi)各電廠、變電站設(shè)備同步時鐘源，然而GPS信號精度受美國軍方控制，不能保證時刻提供準確可靠、性能穩(wěn)定的衛(wèi)星授時信號。隨著我國北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)布網(wǎng)的我國自主知識產(chǎn)權(quán)的北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)已經(jīng)完全具備了為我國的各行業(yè)提供精確授時的能力，在GPS授時的基礎(chǔ)上引入北斗授時源并能夠提供準確可靠、性能穩(wěn)定的衛(wèi)星授時信號十分必要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種北斗GPS雙模電力時間同步裝置，替代了原有電力的GPS衛(wèi)星時鐘，具備準確性高、性能穩(wěn)定的特點，滿足電力系統(tǒng)授時用戶需求。
[0005]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了以下技術(shù)措施:
[0006]一種北斗GPS雙模電力時間同步裝置，本裝置包括北斗衛(wèi)星接收模塊、GPS衛(wèi)星接收模塊、輸入模塊、授時模塊、顯控模塊、輸出模塊、電源模塊和公共底板，其中，
[0007]北斗衛(wèi)星接收模塊、GPS衛(wèi)星接收模塊，分別用于接收來自北斗RNSS導(dǎo)航衛(wèi)星數(shù)據(jù)、GPS衛(wèi)星數(shù)據(jù)并產(chǎn)生相應(yīng)的時間信息和狀態(tài)信息傳輸至授時模塊的輸入端；
[0008]輸入模塊，為外部輸入的時鐘源，所述輸入模塊的輸出端連接授時模塊的輸入端；
[0009]授時模塊，所述授時模塊用于接收來自北斗衛(wèi)星接收模塊和/或GPS衛(wèi)星接收模塊的時間和狀態(tài)信息或是來自輸入模塊的外部輸入的時鐘源，產(chǎn)生和維護本地的時間信息，并輸出串行數(shù)據(jù)信息格式和脈沖模式的時間信息以及告警信息至輸出模塊，所述北斗衛(wèi)星接收模塊和GPS衛(wèi)星接收模塊的衛(wèi)星時鐘源質(zhì)量良好或外部輸入的時鐘源有效時，輸出馴服時間信息，衛(wèi)星時鐘源質(zhì)量不滿足授時模塊需求而且外部輸入的時鐘源無效時，輸出本地守時時間信息；
[0010]輸出模塊，用于接收來自授時模塊的授時信息，輸出模塊轉(zhuǎn)換并輸出授時信息至電力系統(tǒng)；
[0011]顯控模塊，所述顯控模塊與授時模塊之間雙向通信連接，所述顯控模塊還連接顯示及按鍵組件來實現(xiàn)人機交互功能；
[0012]電源模塊，所述電源模塊插入公共底板槽格中，所述電源模塊的電壓輸出端分別與插入公共底板槽格的北斗衛(wèi)星接收模塊、GPS衛(wèi)星接收模塊、輸入模塊、授時模塊、輸出模塊、顯控模塊的電源端相連；
[0013]公共底板，所述公共底板固定在機箱地面，通過標準插件接口與電源模塊、北斗衛(wèi)星接收模塊、GPS衛(wèi)星接收模塊、輸入模塊、授時模塊、輸出模塊、顯控模塊相連。
[0014]優(yōu)選的，所述授時模塊可以同時接收來自北斗衛(wèi)星接收模塊和GPS衛(wèi)星接收模塊的衛(wèi)星時鐘源，實現(xiàn)北斗衛(wèi)星和GPS衛(wèi)星雙系統(tǒng)冗余備份，所述北斗衛(wèi)星接收模塊和GPS衛(wèi)星接收模塊作為主時鐘使用;所述授時模塊還可以接收外部輸入的時鐘源，作為擴展時鐘應(yīng)用;所述衛(wèi)星時鐘源和外部輸入的時鐘源均不可用時，由授時模塊內(nèi)部時鐘控制算法提供時間信息。
[0015]優(yōu)選的，所述外部輸入的時鐘源為IRIG-B碼基準源或網(wǎng)絡(luò)時鐘信號，所述輸出模塊輸出的授時信息包括串行報文、IREG-B碼、脈沖信號、以及網(wǎng)絡(luò)時間信號。
[0016]優(yōu)選的，所述顯控模塊的CPU采用ARM9系列處理器，所述北斗衛(wèi)星接收模塊、GPS衛(wèi)星接收模塊、輸入模塊、授時模塊、輸出模塊均采用ACTELSmartFus 1n2系列的FPGA芯片來設(shè)計，所述FPGA芯片內(nèi)嵌ARM Cortex-M3核。
[0017]進一步的，本裝置采用熱插拔設(shè)計，所述北斗衛(wèi)星接收模塊、GPS衛(wèi)星接收模塊、輸入模塊、授時模塊、顯控模塊、輸出模塊、電源模塊之間通過總線方式連接。
[0018]進一步的，所述北斗衛(wèi)星接收模塊和/或GPS衛(wèi)星接收模塊的衛(wèi)星時鐘源質(zhì)量良好或外部輸入的時鐘源有效時，所述授時模塊將啟用時鐘馴服模塊，所述時鐘馴服模塊包括相位和頻率測量單元、濾波處理和頻率預(yù)測單元、DAC控制單元、本地晶振單元、分頻單元、溫度測量單元，其中，
[0019]相位和頻率測量單元，用于接收來自北斗衛(wèi)星接收模塊和GPS衛(wèi)星接收模塊或輸入模塊的頻率標準源IPPS以及分頻頻率1PPS，所述相位和頻率測量單元的輸出端連接濾波處理和頻率預(yù)測單元的輸入端；
[0020]濾波處理和頻率預(yù)測單元，用于降低頻率標準源IPPS的抖動和預(yù)測頻率標準源IPPS的頻率，并將所述頻率標準源IPPS的預(yù)測值傳送至DAC控制單元，濾波處理和頻率預(yù)測單元的輸入端還連接溫度測量單元的輸出端；
[0021]DAC控制單元，用于接收頻率標準源IPPS的預(yù)測值，并產(chǎn)生本地頻率1PPS，DAC控制單元輸出本地頻率IPPS至本地晶振單元的輸入端；
[0022]本地晶振單元，用于將本地頻率IPPS送入分頻單元的輸入端；
[0023]分頻單元，將本地頻率IPPS進行分頻處理得到分頻頻率1PPS，分頻單元的輸出端輸出分頻頻率IPPS至相位和頻率測量單元的輸入端，直至分頻頻率IPPS與頻率標準源IPPS相同為止，所述分頻單元輸出分頻頻率IPPS至輸出模塊。
[0024]本發(fā)明的有益效果在于:
[0025]D、本發(fā)明由北斗衛(wèi)星接收模塊、GPS衛(wèi)星接收模塊、輸入模塊、授時模塊、顯控模塊、輸出模塊、電源模塊以及公共底板組成，通過IRIG-B、IPPS、TOD、SNTP等方式提供授時服務(wù)，本發(fā)明替代了原有電力的GPS衛(wèi)星時鐘，為用戶提供基于北斗兼容GPS的雙備份接收機，滿足了電力系統(tǒng)授時用戶的需求，具備準確性高、性能穩(wěn)定的特點，滿足電力系統(tǒng)授時用戶需求。
[0026]2)、所述外部輸入的時鐘源為IRIG-B碼基準源或網(wǎng)絡(luò)時鐘信號，可以在衛(wèi)星信號意外丟失情況下，由外部輸入的時鐘源提供時鐘信號，本裝置可以在北斗衛(wèi)星信號和GPS衛(wèi)星信號或外部輸入的時鐘源之間自動切換；當(dāng)衛(wèi)星時鐘源質(zhì)量不滿足授時模塊需求而且外部輸入的時鐘源無效時，由授時模塊輸出本地守時時間信息，使本發(fā)明具備更高的準確性和穩(wěn)定性。
[0027]3)、所述濾波處理和頻率預(yù)測單元可以削弱頻率標準源IPPS由于溫度變化等原因所產(chǎn)生的的頻繁抖動，濾波處理和頻率預(yù)測單元經(jīng)過頻率預(yù)測操作得到頻率標準源IPPS的預(yù)測值并傳送至DAC控制單元，保證了本裝置輸出的馴服時間信息更加準確可靠。
【附圖說明】
[0028]圖1為本發(fā)明的原理框圖；
[0029]圖2為本發(fā)明的時鐘馴服模塊結(jié)構(gòu)組成框圖；
[0030]圖3為本發(fā)明的工作原理圖(恒溫晶振模塊帶有馴服功能)；
[0031 ]圖4為本發(fā)明的工作原理圖(恒溫晶振模塊無有馴服功能)。
[0032]圖中的附圖標記含義如下:
[0033]10 一輸入模塊20 一授時模塊
[0034]21一相位和頻率測量單元22—濾波處理和頻率預(yù)測單元
[0035]23—DAC控制單元24—本地晶振單元
[0036]25—分頻單元30—顯控模塊
【具體實施方式】
[0037]下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。
[0038]如圖1所示，本裝置包括北斗衛(wèi)星接收模塊、GPS衛(wèi)星接收模塊、輸入模塊10、授時模塊20、顯控模塊30、輸出模塊、電源模塊、公共底板;所述北斗衛(wèi)星接收模塊、GPS衛(wèi)星接收模塊分別用于接收來自北斗RNSS導(dǎo)航衛(wèi)星數(shù)據(jù)、GPS衛(wèi)星數(shù)據(jù)并產(chǎn)生相應(yīng)的時間信息和狀態(tài)信息傳輸至授時模塊20的輸入端，所述輸入模塊10的輸出端連接授時模塊20的輸入端，所述顯控模塊30與授時模塊20之間雙向通信連接，顯控模塊30還連接顯示及按鍵組件來實現(xiàn)人機交互功能，所述電源模塊的電壓輸出端分別與北斗衛(wèi)星接收模塊、GPS衛(wèi)星接收模塊的電源端相連，所述授時模塊20的輸出端連接輸出模塊的輸入端。
[0039]如圖2所示，所述北斗衛(wèi)星接收模塊和/或GPS衛(wèi)星接收模塊的衛(wèi)星時鐘源質(zhì)量良好或外部輸入的時鐘源有效時，所述授時模塊20將啟用內(nèi)部的時鐘馴服模塊，所述時鐘馴服模塊包括相位和頻率測量單元21、濾波處理和頻率預(yù)測單元22、DAC控制單元23、本地晶振單元24、分頻單元25、溫度測量單元26;所述相位和頻率測量單元21用于接收來自北斗衛(wèi)星接收模塊和/或GPS衛(wèi)星接收模塊或輸入模塊1的頻率標準源IPPS以及分頻頻率IPPS，所述相位和頻率測量單元21的輸出端連接濾波處理和頻率預(yù)測單元22的輸入端，所述濾波處理和頻率預(yù)測單元22用于降低頻率標準源IPPS的抖動和預(yù)測頻率標準源IPPS的頻率，并將所述頻率標準源IPPS的預(yù)測值傳送至DAC控制單元23，濾波處理和頻率預(yù)測單元22的輸入端還連接溫度測量單元26的輸出端，所述DAC控制單元23輸出本地頻率IPPS至本地晶振單元24的輸入端，所述本地晶振單元24用于將