Система синхронизации пространственно разнесенных часов

 

Изобретение относится к радиотехнике. Цель изобретения - повышение точности синхронизации пространственно разнесенных часов. Система синхронизации содержит источник 1 сигналов времени, пункты 2 и 3 ведущих и ведомых часов, вычислитель 4 сигналов рассогласования шкал времени, анализатор 5 координат и блок 6 управления режимом работы. В системе осуществляется определение значения расхождения меток времени пунктов 2 и 3. Эти значения расхождения в виде сигнала поправки через блок 6 передаются на пункт 3, где производится сдвиг по фазе формируемых сигналов времени. Тем самым устраняется расхождение меток времени пунктов 2 и 3 и обеспечивается их взаимная синхронизация. 3 ил.

союз советских

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

<я)5 G 04 С 11/02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ айаг /

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4673918/09 (22) 05.04.89 (46) 15.07.91. Бюл. М 26 (72) П.П.Богданов, В.l0.Емельяненко, С.Б.Перминов и Г.Л.Травин (53) 621.394.662 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 12993335, кл. G 04 С 11/02, 1986. (54) СИСТЕМА СИНХРОНИЗАЦИИ ПРОСТРАНСТВЕННО РАЗНЕСЕННЫХ ЧАСОВ (57) Изобретение относится к радиотехнике.

Цель изобретения — повышение точности синхронизации пространственно разнесен,щ5Uао 1663601 Al ных часов, Система синхронизации содержит источник 1 сигналов времени, пункты 2 и 3 ведущих и ведомых часов, вычислитель

4 сигналов рассогласования шкал времени, анализатор 5 координат и блок 6 уп равления режимом работы. В системе осуществляется определение значения расхождения меток времени пунктов 2 и 3, Эти значения расхождения в виде сигнала поправки через блок 6 передаются на пункт 3, где производится сдвиг по фазе формируемых сигналов времени. Тем самым устраняется расхождение меток времени пунктов 2 и 3 и обеспе. чивается их взаимная синхронизация. 3 ил, 1663601

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в радиотехнических системах единого времени и в системах радионавигации для синхронизации шкал времени пространственно разнесенных часов.

Целью изобретения является повышение точности синхронизации пространственно разнесенных часов, На фиг. 1 представлена структурная электрическая схема системы синхронизации пространственно разнесенных часов; на фиг. 2 и 3 — временные диаграммы, поясняющие процесс синхронизации и функционирования системы синхронизации., Система синхронизации пространственно разнесенных часов содержит источник 1 сигналов. времени, пункт 2 ведущих часов, пункт 3 ведомых часов, вычислитель

4 сигналов рассогласования шкал времени (PUB), анализатор 5 координат и блок 6 управления режимом работы.

В состав пункта 2 ведущих часов входят опорный генератор 7, делитель 8 частоты, временной дискриминатор 9, блок 10 памяти, приемник 11 и выделитель 12 номера метки времени, а в состав пункта 3 ведомых часов — опорный генератор 13, делитель 14 частоты, временной дискриминатор 15, блок 16 памяти, приемник 17 и выделитель

18 номера метки времени.

В состав 4 вычислителя сигналов РШВ входят канал 19 обработки сигналов пункта ведущих часов, включающий блок 20 определения дальности, блок 21 определения задержки и накопитель 22, канал 23 обработки сигналов пункта ведомых часов, содержащий блок 24 определения дальности, блок 25 определения задержки и накопитель 26, блок 27 усреднения времени приема, блок 28 определения расхождения меток времени, блок 29 прогнозирования и блок 30 определения поправки.

Система синхронизации работает следующим образом.

Источник 1 сигналов времени, например„на ИСЗ постоянно излучает сигналы времени, включающие метку времени (фиг.

2, а), например, в виде синхросигнала с периодом повторения 1с и номер метки времени, например, в виде 17-разрядного последователного двоично-десятичного кода, содержащего номер секунды в минуте (6 разрядов), номер минуты в часе(6 разрядов) и номер часа в сутках (5 разрядов).

На пункте 2 ведущих часов из сигналов опорного генератора 7 делителем 8 формируются сигналы времени, включающие опорную метку времени и номер метки времени и поступающие на первый вход временного дискриминатора 9 (фиг, 2, б). Аналогично на пункте 3 ведомых часов из сигналов опорного генератора 13 делите-.

5 лем 14 также формируются сигналы времени, которые поступают на первый вход временного дискриминатора 15 (фиг. 2, е).

При этом расхождение меток времени на ведущих и ведомых часах может быть про10 иэвольным.

При нахождении источника 1 сигналов времени в зоне радиовидимости с пункта 2 ведущих часов в моменты t1 производится сеанс приема сигналов времени с помощью

15 приемника 11 (фиг, 2, в). С первого выхода приемника 11 сигнал номера метки времени выдается на выделитель 12, с второго выхода приемника 11 сигнал метки времени поступает на второй вход временного

20 дискриминатора 9 (фиг, 2, г), с выхода которого сигнал значения измеренного расхожs дения меток времени ËÒ2-1(t1) поступает в. блок 10 памяти. С выхода выделителя 12 сигнал значения момента времени иэмере25 ния .1» поступает на второй вход блока 10 памяти. Таким образом, в блоке 10 памяти в течение сеанса приема сигналов времени фиксируются значения t1 и АТ2-1(t1), где i— номер измерения в сеансе.

30 tlo окончании сеанса приема данные с пункта 2 ведущих часов передаются в вычислитель 4 сигналов РШВ.

Передача данных осуществляется следующим образом.

35 По команде с блока 6 управления (фиг.

3, б) на пункт 2 ведущих часов данные из блока 10 памяти (фиг. 3, в) передаются через блок 6 управления: сигнал значений измеренного расхождения меток времени

40 ЬТ2-1(ц") — на вход блока 21 определения задержки канала 19 обработки сигналов пункта ведущих часов, а сигнал значений моментов времени измерений ц — на nepi вый вход блока 27 усреднения.

45 Из анализатора 5 координат в вычислитель 4 сигналов РШВ передаются данные о координатах источника 1 сигналов времени на моменты сеанса приема.

По команде из блока 6 управления (фиг.

50 3, r) и в соответствии со значениями моментов времени t1, поступающими через блок 6

I управления в анализатор 5 координат, данные из анализатора 5 координат 5 (фиг. 3, д) передаются, через блок 6 управления: сигна55 лы значений координат источника 1 сигналов времени x1(t1 ), Y1(t1 ), z1(t1 ) — на входы блоков 20 и 24 определения дальности, В канале 19 обработки сигналов ведущих часов в блоке 20 определения дальности на

1663601

R2-1(t1) =

К К (t!) > й,(tj) =-

72-1 (11) = R2-1(т1)/С, 25

Основании полученных данных о координатах источника 1 Х1(т1), Y1(t1), Z1(t1) и известных значений координат ведущих часов Х2, Yz, 22, хранящихся в виде констант в блоке, определяются значения дальностей от источника 1 до ведущих часов на момен.ы измерений в сеанс приема (Xz-X1(t1)) + (Y2-Y1(t1)) + (к-2-Z1(t1)j, которые в виде сигналов значений дальностей R2-1(11) поступают на блок 21 определеI ния задержки, в котором путем операции деления чисел определяются значения задержки сигналов от источника 1 до ведущих часов на моменты измерений в сеансе приема (фиг. 3, г): где с — скорость распространения сигналов времени, значение которой хранится в виде константы в блоке.

Кроме того, путем операции вычитания чисел определяются значения истинного расхождения меток времени источника 1 и пункта ведущих часов на моменты измерений в сеансе приема (фиг. 2, д):

ЛТ2-1(t1 ) = ЛТ2-1 (t1 ) т2 — 1 (Т1 ) которые в виде сигналов значений истинного расхождения поступают на накопитель

22, в котором путем усреднения единичных значений расхождения меток времени определяется сеансное .значение истинного расхождения меток времени источника 1 и пункта 2 ведущих часов: где N — число измерений в сеансе приема,Истинное значение расхождения меток времени ЛТ2-1(т1) запоминается, Максимальное число запоминаемых значений

ATz-1(t;) - К Q = 1, ..., К) выбирается из условия неискаженной оценки параметров модели расхождения меток времени источника 1 и пункта 2 ведущих часов. С выхода накопителя 22 значения ЛТ2-1(tj) в виде сигналов сеансного значения истинного расхождения меток времени передаются на первый вход блока 28 определения расхождения меток времени.

Одновременно в блоке 27 усреднения времени приема путем усреднения единичных значений времени измерений опреде1 ляется среднесеансное время t1 = —,), Ч=1 значение которого запоминается. Максимальное число запоминаемых значений t)К (j = 1, „., К) выбирается таким же, как и в накопителе 22, С первого выхода блока 27 усреднения значения t) в виде сигналов значений среднесеансного времени передаются на второй вход блока 28 определения расхождения меток времени, в котором, например, на основании метода наименьших квадратов определяются значения расхождения меток времени источника 1 и пункта

2 ведущих часов на момент tj проведения последнего сеанса измерения расхождения меток времени os! (t> ) и 01 (1> ) в соответствии с выражениями:

К лт2-1(tj) — ; tj лт2-1(tj)g tj

K л к, >„лт2 — 1(tj ) tj —, 1j, лт2 — 1 (tj ) ! =1 I=1 =1 й! (tj)—

К

К Х (tj)2 — (й tj)2

30 значения 0, (t) ) и 01 (t) ) запоминаются и затем поступают в виде сигналов значений параметров на первый вход блока прогнозирования.

При появлении источника 1 сигналов времени в зоне радиовидимости с пункта 3 ведомых часов в момент t2 проводится сеI анс приема сигналов времени с помощью приемника 17 (фиг. 2, е). После проведения операций в блоках 13-18 пункта 3 ведомых, часов, аналогичных операциям в блоках 7-12 пункта 2 ведущих часов, в блоке 16 памяти фиксируются значения t2 и ЛТз-1 (t2).

По команде из блока 6 управления ре45 жимом работы, поступающей на пункт 3 ведомых часов (фиг. 3, ж), данные из блока 16 памяти передаются в блок 6 управления (фиг. 3, з), причем сигналы значений изме1 ренного,. Оасхождения меток времени

1 j

50 ЬТз-1 (t2 ) поступают на второй вход бг ока

25 определения задержки канала 23 обработки сигналов пункта 3 ведомых часов, а сигнал значений моментов времени измерений 12 — на второй вход блока 27 усреднеI ния, После проведения операций в канале

23 обработки, аналогичных операциям в канале 19 обработки, в накопителе 26 канала

23 обработки записывается сеансное значение расхождения меток времени источника

1 сигналов времени и пункта 3 ведомых ча1663601

25

40

55 сов АТ3 1(t2), которое передается на вход блока определения поправки.

Одновременно в блоке 27 усреднения путем усреднения единичных значений времени измерений определяется среднесеан«1 сное время t2 = —, t2, на основании

И=1 которого с учетом момента времени проведения последнего сеанса ведущих часов tj путем операции вычитания чисел определяЕТСЯ ИНтЕРВаЛ ПРОГНОЗИРОВаНИЯ tnp = t2 - tj, С второго выхода блока 27 усреднения значение tnp в виде сигнала значения интервала прогноза передается на второй вход блока 29 прогнозирования, в котором на основании полученных значений параметров 0o (tj ) и 01 (tj ) и значения интервала прогноза tnp определяется прогноэируемое значение инстинного расхождения меток времени источника 1 сигналов времени и пункта 2 ведущих часов на момент времени сг(фиг. 2, к):

ÜT2-1(t2) = Оо (tj ) + 01 (tj ) tnp, которое в виде сигнала прогнозируемого значения поступает в блок 30 определения поправки.

В блоке 30 определения поправки определяется значение расхождения меток времени пунктов 2 и 3 ведущих и ведомых часов (фиг, 2, л) ЛТ2-ф2) = ЛТ2-1(т2) - Ь Т3-1(12), равное искомому значению расхождения меток времени пунктов 2 и 3 ведущих и ведомых часов. С выхода этого блока значения расхождения в виде сигнала поправки ведомых часов АТп =A T2-3(t2) через блок 6 управления передаются на пункт 3 ведомых часов, где этот сигнал поступает на управляющий вход делителя 14 частоты, производя сдвиг по фазе формируемых сигналов времени. Тем самым устраняется расхождение меток времени пунктов 2 и 3 ведущих и ведомых часов и обеспечивается их взаимная синхронизация.

Формула изобретения

Система синхронизации пространственно разнесенных часов, содержащая источник сйгналов времени, расположенный на подвижном объекте, пункт ведущих часов, в сОСтав которого входят последовательно соадиненные опорный генератор, далитель частоты, временной дискриминатОр и блОк г1амяти, и последовательно соедин6нныа приемник и выделитель номера метки времени, выход которого подключен к другому входу блока памяти, пункт ведомых часов, в состав которого входят последовательно соединенные опорный

5 генератор, делитель частоты, временной дискриминатор и блок памяти, и последовательно соединенные приемник и выделитель номера метки времени, выход которого подключен к другому входу блока памяти, а выход приемника соединен с соответствующим входом временного дискриминатора, вычислител ь сигналов рассогласования шкал времени (РШВ), в состав которого входят канал обработки сигналов пункта ведущих часов и канал обработки сигналов пункта ведомых часов, которые выполнены идентичными и содержат последовательно соединенные блок определения дальности и блок определения задержки, и блок вычисления поправки, а также анализатор координат, соединенный с блоком управления режимом работы, причем другие входы блоков определения задержки каналов обработки сигналов пунктов ведущих и ведомых часов вычислителя сигналов РШВ соединены соответственно с блоками памяти пунктов ведущих и ведомых часов через блок управления режимом работы, а выход блока определения поправки вычислителя сигналов РШВ соединен через блок управления режимом работы с управляющим входом делителя частоты пункта ведомых часов, о т л и ч а ю ща я с я тем, что, с целью повышения точности синхронизации пространственно разнесенных часов, в состав вычислителя сигналов РШВ введены последовательно соединенные блок усреднения времени приема, блок определения расхождения меток времени и блок прогнозирования, а в каналы обработки сигналов пунктов ведущих и ведомых часов введены накопители, при этом выход блока определения задержки канала обработки сигналов ведущих часов через соответствующий накопитель подключен к входу блока определения расхождения меток времени, а выход блока определения задержки канала обработки сигналов пункта ведомых часов через соответствующий накопитель подключен к первому входу блока определения поправки, к второму входу которого подключен выход блока прогнозирования, к другому входу которого подключен другой выход блока усреднения времени приема, вход которого соединен с дополнительным выходом блока управления режимом работы, а на ведущих часах выход приемника соединен с соответ- . ствующим входом временного дискриминатора.

1663601

1663601

ФЬЮ

Составитель Г:Евдокимова

Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор О.Кундрик

Редактор А.Лежнина

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 2266 Тираж 268 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета пр изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж 35, Раушская наб., 4/5