Система синхронизации вторичныхчасов по радиосигналам

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик («>830287

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. саид-ву— (22) Заявлено 090779 (21) 2793672/18-10 с присоединением заявки ¹â€” (23) Приоритет—

Опубликовано 150581. Бюллетень Й918

Дата опубликования описания 15.05.81 (51)М. Кл з

G 04 С 11/02

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий! (53) УДК 681.11 (088 ° 8) (72) Автор изобретения

3 ..С. Кирицев (71) Заявитель (54) СИ ТЕМА СИНХРОНИЗАЦИИ ВТОРИЧНЫХ ЧАСОВ

ПО РАДИОСИГНАЛАМ

Изобретение относится к временной синхронизации пространственно разнесенных часов по радиосигналам и мо- жет быть использовано на приемных пунктах радиотехнических систем навигации, единого времени и др., в которых осуществляется передача .радиосигналов точного времени для потребителей.

Известны устройства для синхронизации вторичных часов по радиосигналам, передаваемым наземными радиостанциями системы ециного времени (1)

Недостатком этих устройств является невысокая точность синхронизации вторичных часов, расположенных на приемных пунктах, из-за больших ошибок расчета времени прохождения радиосигналов от передающей станции до приемных пунктов.

Наиболее близкой по технической сущности к изобретению является система синхронизации вторичных часов

"по радиосигналам точного времени, передаваемым наземной радиостанцией, включающая связанные радиоканалом вторичные и транспортируемые часы, при этом вторичные часы содержат стандарт времени, кодирующий . блок, радиопередатчик, передающую антенну, первую приемную антен ну, первый радиоприемник, декоди.рующий блок, счетчик, датчик контрольного времени, регистрирующее устройство, вторую приемную антенну, второй радиоприемник и следующий фильтр, причем стандарт времени, кодирующий блок, радиопередатчик и передающая антенна соединены последовательно, первая приемная антенна, декодирующий блок и первый вход счетчика соединены последовательно, первый выход счетчика. подключен к первому входу датчика контрольного времени, выход которого соединен с первым входом регистрирующего устройства, второй вход которого подключен ко второму выходу счетчика, вторые входы счетчика и датчика контрольного времени соединены с выходом стандарта времени, вторая приемная антенна, второй радиоприемник и перт вый вход следящего фильтра соединены последовательно, второй вход следящего фильтра подключен к выходу стан" дарта времени, выход регистрирующего устройства соединен с первой выход,ной клеммой, а выход следящего фильтра — со второй выходной клеммой вторичных часов, а транспортируемые ча83 сы содержат стандарт времени, кодирующий блок, радиопередатчик, передающую антенну, первую приемную антенну, радиоприемник, декодирующий блок, счетчик, датчик контрольного времени и регистрирующее устройство, причем стандарт времени, кодирующий блок, радиопередатчик и передаю1щая антенны соединены последовательно, первый выход счетчика подключен к первому входу датчика контрольного времени, выход которого соединен с первым входом регистрирующего устройства, второй вход которого подключен ко второму выходу счетчика, вторые входы счетчика и датчика контрольного времени соединены с выходом стандарта времени, выход регистрирующего устройства соединен с выходной клеммой транспортируемых часов (21 .

Недостатком такой системы синхронизации является отсутствие учета составляющей задержки распространения радиосигналов, вызванной ошибкой преобразования первичного поля подающей электромагнитной волны в сигнал на выходе приемной антенны, из-за влияния вторичных полей.

Цель изобретения — повышение точности синхронизации путем учета составляющей задержки распространения радиосигналов за счет влияния вторичных полей.

Цель достигается тем, что на транспортируемых часах системы введены вторая приемная антенна, второй радиоприемник, следящий фильтр, второй счетчик, причем вход второго радиоприемника подключен ко второй приемной антенне, выход — к первому входу следящего фильтра, второй вход которого соединен с выходом стандарта времени, а выход — со вторым входом кодирующего блока и входом второго счетчика, выход которого подключен к третьему входу:декодирующего блока, второй вход — к выходу стандарта времени, выход следящего фильтра и выход второго счетчика соединены соответственно со второй и третьей выходными клеммами транспортируемых часов, на вторичных часах введены второй счетчик, причем первый и второй входы второго счетчика соединены соответственно с выходом следящего фильтра и вторым выходом декодирующего блока, выход второго счетчика и второй выкод декодирующего блока соединены соответственно с третьей и четвертой выходными клеммами вторичных часов.

На фиг. 1 приведена обобщенная схема системы синхронизации; на фиг. 2 и 3 - структурные схемы вторичных и транспортируемых часов соответственно.

Система содержит вторичные часы 1, транспортируемые часы 2, на вторич4 ных часах — стандарт 3 времени, кодирующий блок 4, радиопередатчик 5, передающая антенна 6 передающего тракта, первая приемная антенна 7, первый радиоприемник 8, декодирующий блок 9, счетчик 10, датчик 11 контрольного времени и регистрирующий блок 12 приемноизмерительного тракта для сигналов, передаваемых с транс0287 портируемых часов, вторая приемная

45.антенна 13, второй радиоприемник 14, .следящий фильтр 15 и второй счетчик

16 нриемноизмерительного тракта для сигналов наземных станций, на транспортируемых часах — стандарт 17 времени, кодирующий блок 18, радиопере15 датчик 19 и передающая антенна 20 передающего тракта, первая приемная антенна 21, радиоприемник 22, декодирующий блок 23, первый счетчик 24, датчик 25 контрольного времени и реги—

Щ стрирующее устройство 26 приемноизмерительного тракта для сигналов, передаваемых со вторичных часов, вторая приемная антенна 27, второй радиоприемник 28, следящий фильтр 29 и второй счетчик 30 приемноизмеритель-ного тракта для сигналов наземных .станций. На вторичных часах 1 стандарт 3 частоты, кодирующий блок 4, передатчик 5 и передающая антенна 6 соединены последовательно, вход первого радиоприемника 8 подключен к первой приемной антенне 7, а выход ко входу декодирующего блока 9, первый выход которого соединен с первым входом первого счетчика 10, второй со вторым входом второго счетчика 16, а третий соединен с выходной клеммой

Вых 4 вторичных часов, первый и второй выходы первого счетчика 10 соединены соответственно с первым входом

40 датчика 11 контрольного времени и вторым входом регистрирующего устройства 12, первый вход которого соединен с выходом датчика 11 контрольного времени, а выход — с выходной клеммой Вых 1 вторичных часов, выход стандарта 3 времени соединен со вторыми входами первого счетчика 10, датчика 11 контрольного времени и следящего фильтра 15, вторая приемная антенна 13 подключена ко входу второго радиоприемника 14, выход которого соединен с первым входом следящего фильтра 15, выход которого соединен с первым входом второго счетчика 16 и выходной клеммой Вых 2 вторичных часов, выход второго счетчика 16 соединен с выходной клеммой

Вых 3 вторичных часов. На транспортируемых часах 2 выход стандарта

17 частоты соединен с первым входом кодирующего блока 18 и со вторыми входами первого счетчика 24 датчика

25 контрольного времени, следящего фильтра 29 и второго счетчика 30,. вы-. ход кодирующего блока 18 подключен

6 ко входу передатчика 19, а второй и . 3

830287

20 третий входы соединены соотнетстненно с выходами следящего фильтра 29 и второго счетчика 30, выход передатчика 19 подключен к передающей антенне

20, первая приемная антенна 21 подключена ко входу первого радиоприемника 22, выход которого соединен со входом декодирующего блока 23, выход которого подключен к первому входу первого счетчика 24, первый и второй выходы которого соединены соответственно с первым входом датчика 25 контрольного нремени и вторым входом регистрирующего устройства 26, первый вход регистрирующего устройства 26 соединен с выходом датчика 25 контрольного времени, 15 выход регистрирующего устройства 26 соединен с выходной клеммой Вых 1 транспортируемых часов 2, вторая приемная антенна 27 подключена ко входу второго радиоприемника 28, выход которого соединен с первым входом следящего фильтра 29, выход которого соединен с первым входом второго счетчика 30 и ныходной клеммой Вых 2 транспортируемых часов, выход счетчика 30 соединен с выходной клеммой Вых 3 транспортируемых часов.

Система синхронизации вторичных часов по радиосигналам работает 30 следующим образом.

На вторичных часах 1 принимают радиосигналы точного времени, передаваемые наземными станциями, и с помощью приемноизмерительного тракта, состоящего из антенны 13, радиоприемника 14, и следящего фильтра 15, формируют на выходе 2 вторичных часов 1 сигнал, характеризующий поправку на положение временной шкалы стандарта 3 âðåìåíè oòíoñèòåëüío 40 принимаемых сигналов времени. Для точного определения поправки на положение временной шкалы стандартов 3 времени 1.7 используется встречная передача их сигналов времени с по- 45 мощью идентичных приемопередающих трактов: для передачи со вторичных часов 1 — кодирующий блок 4, радиопередатчик 5, антенна 6; для приема на транспортируемых часах 2 — антенна у

21, радиоприемник 22, декодирующий блок 23, счетчик 24, цатчик 25 контрольного времени и регистрирующий блок 26. Сигнал на выходе 1 транспортируемых macon характеризует поправку на положение временной шкалы транспортируемых часов, к которой добавлена задержка, определяемая временем прохождения радиосигналов между вторичными часами 1 и транс-портируемыми часами 2. Аналогичные . ЬО тракты используются при передаче сигналов времени с транспортируемых часов 2 (кодирующий блок 18, радиопередатчик 19, антенна 20) и при приеме их на вторичных часах 1 65 (антенна 7, радиоприемник 8, декодирующий блок 9, счетчик 10, датчик

11 контрольного времени и регистрирующий блок 12). На выходе Вых 1 вторичных часов 1 формируется такой же сигнал, как и на выходе Вых 1 транспортируемых часон 2. Совместная обработка сигналов с выходон Вых 1 обоих часов позволяет определить поправку на положение их временных шкал без влияния неопределенного времени распространения радиосигналов между транспортируемыми и вторичными часами. Поэтому можно считать, что сигнал на выходе Вых 1 вторичных часов 1 характеризует поправку на положение временной шкалы стандарта

3 времени по отношению к временной шкале транспортируемых часов 2 или, что тоже по отношению к временной шкале наземной передающей станции, излучающей радиосигналы точного времени PCTB.

Разностный сигнал между сигналами с выходов Вых 2 и Вых 1 вторичных часов характеризует суммарную задержку, определяемую влиянием вторичных излучений на фазу принимаемых радиосигналов и временем их прохождения от наземной передающей станции до вторичных часов 1.

Раздельное измерение этих составляющих обеспечивается следующим образом, На транспортируемых часах 2, свободных от влияния вторичных излучений местных (для вторичных часов 1) предметов также принимаются и измеряются радиосигналы точного времени наземной станции с помощью антенны

13, радиоприемника 14, следящего фильтра 15 и счетчика 16. При этом сигнал с выхода Вых 2 характеризует точную часть поправки (в долях фазового цикла), а сигнал с выхода

Вых 3 — грубую часть (в целых циклах). Эти сигналщ принимаются на вторичных часах 1 (точная попранка - со второго выхода, а грубая — с третьего выхода декодирующего блока) и исполь зуются в счетчике 16 для определения разницы в результатах измерений, выполненных одновременно по одним и тем же сигналам, но в различных условиях. Если влияния вторичных излучений нет — сигнал с третьего выхода вторичных часов показывает нулевую поправку, если есть — поправка измеряется с точностью, определяемой инструментальными ошибками. Поэтому вычитание сигналов со второго и третьего выходов вторичных часов иэ сигналов с первого выхода позволяет определить точную часть задержки, определяемой сигналом с первого выхода, которая в этом случае определяется только временем: распространения радиосигналов. При этом грубая часть задержки определяется

830287

8, сигналом с четвертого выхода вторичных часов 1.

Таким образом, повышение точ.ности синхронизации достигается введением на транспортируемых часах приемноиэмврительного тракта для радиосигналов наземных станций и связей, обеспечивающих передачу результатов измерений на вторичные часы, и введением на вторичных ! часах счетчика, позволяющего фиксировать разность результатов измерений по сигналам наземных станций; полученных на вторичных часах и на транспортируемых часах.

Формула изобретения

Система синхронизации вторичных часов по радиосигналам точного времени, передаваемым наземной радиостанцией, включающая связанные радиоканалом вторичные и транспортируемые часы, при этом вторичные часы содержат стандарт времени, кодирующий блок, радиопередатчик, передаю- 25 щую антенну, первую приемную антенну, первый радиоприемник, декодирующий блок, счетчик, датчик контрольного времени, регистрирующее устрой" ство, вторую приемную антенну, второй gg радиоприемник и следящий фильтр, причем стандарт времени, кодирующий блок,радиопередатчик и передающая антенна соединены последовательно, первая приемная антенна,декодирующий блок и первыйц вход счетчика соединены последовательно, первый выход счетчика подключен к первому входу датчика контрольного времени, выход которого соединен с первым входом регистрирующего устройства, второй вход которого подключен ко второму выходу счетчика, вторые входы счетчика и датчика контрольного времени соединены с. выходом стандарта времени, вторая приемная антенна, второй радиоприемник и первый вход следящего фильтра соединены последовательно, второй вход следящего фильтра подключен к; выходу стандарта времени, выход регистрирующего устройства соединен 5О с первой выходной клеммой, а выход. следящего фильтра — со второй выходной клеммой вторичных часов, а транспортируемые часы содержат стандарт времени, кодирующий блок, радио- 55 передатчик, передающую антенну, первую приемную антенну, радиоприемник, декодирующий блок, счетчик, датчик контрольного времени и регистрирующее устройство, причем стандарт времени, кодирующий блок, радиопередатчик и передающая антенна соединены последовательно, приемная антенна, радиоприемник, декодирующий блок и первый вход счетчика соединены последовательно, первый выход счетчика подключен к первому входу датчика контрольного времени, выход которого соединен с первым входом регистрирующего устройства второй вход которого подключен к второму выходу счетчика, вторые входы счетчика и датчика контрольного времени соединены с выходом стандарта времени, выход регистрирующего устройства соединен с выходной кле; мой транспортируемых часов, о т л ич а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения точности синхронизации путем учета составляющей задержки распространения радиосигналов за счет влияния вторичных полей, на транспортируемых часах системы введены вторая приемная антенна, второй радиоприемник, следящий фильтр, второй счетчик, причем вход второго радиоприемника подключен ко второй приемной антенне, выход — к первому входу следящего фильтра, .второй вход которого coe" динен с выходом стандарта времени, а выход — co вторым входом кодирующего. блока и первым входом второго счетчика, выход которого подключен к третьему входу декодирующего блока, второй вход — к выходу стандарта времени, выход следящего фильтра и выход второго счетчика соединены соответственно со второй и третьей выходными клеммами транспортируемых часов, на вторичных часах введен второй счетчик, причем первый и второй входы второго счетчика соединены соответственно с выходом следящего фильтра и вторым выходом декодирующего блока, выход второго счетчика и второй выход декодирующего блока соединены соответственно с третьей и четвертой выходными клеммами вторичных часов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

Палий Т.Н. Синхронизация высокоточных мер времени и частоты.

Сб. стандартов. М., 1976, разделы ! V-V I.

2. Время и частота. Под ред.

Дж. Джесперсена. Пер. с англ. М., ."Мир", 1973 (прототип).

830287

1СтЬ

Составитель И. Сломицский

Редактор М. Погориляк Техред 3. Фанта Корректор М. немчик<

Заказ 3706/78

Тираж 457 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент",.г. Ужгород, ул. Проектная, 4