本發(fā)明涉及電力授時，尤其涉及一種利用北斗系統(tǒng)授時的方法、裝置和介質(zhì)。

背景技術(shù)：

1、在電力系統(tǒng)中，精確可靠的授時對于確保電網(wǎng)的安全、穩(wěn)定、高效運行至關(guān)重要。各級調(diào)度機構(gòu)、變電站以及發(fā)電廠均配置有時間同步裝置，時間同步裝置是電力系統(tǒng)時間同步網(wǎng)的基本組成部分，時間同步裝置通常由接收單元、時鐘單元以及輸出單元組成：接收單元通過接收導航衛(wèi)星信號或有線時鐘信號等，給出多種獨立時間源的授時結(jié)果，如gps(global?positioning?system)授時結(jié)果、北斗授時結(jié)果、有線時間源以及關(guān)聯(lián)時間源等；時鐘單元利用時間源的有效性檢測和多源判決機制，選出優(yōu)先級最高的一個獨立時間源；輸出單元輸出或顯示時間信息和告警狀態(tài)。衛(wèi)星導航授時結(jié)果是目前電力時間同步裝置中廣泛采用的獨立時間源，現(xiàn)存的設(shè)備通常兼容gps授時結(jié)果和北斗授時結(jié)果。對于不同的時間源，現(xiàn)有的電力時間同步裝置利用多源判決機制，選擇優(yōu)先級最高的時間源作為輸出結(jié)果，這種方式無法充分利用多源時間信息。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、為了提高授時結(jié)果的安全性，本發(fā)明提供了一種利用北斗系統(tǒng)授時的方法、設(shè)備和介質(zhì)。

2、第一方面，本發(fā)明提供了一種利用北斗系統(tǒng)授時的方法，所述方法包括：

3、時間同步裝置中的處理器對北斗無線電導航衛(wèi)星系統(tǒng)rnss單向授時結(jié)果和北斗無線電測位衛(wèi)星系統(tǒng)rdss單向授時結(jié)果進行有效性檢測；

4、若所述北斗無線電導航衛(wèi)星系統(tǒng)rnss單向授時結(jié)果和所述北斗無線電測位衛(wèi)星系統(tǒng)rdss單向授時結(jié)果通過有效性檢測，對所述北斗無線電導航衛(wèi)星系統(tǒng)rnss單向授時結(jié)果和所述北斗無線電測位衛(wèi)星系統(tǒng)rdss單向授時結(jié)果進行融合，得到北斗授時結(jié)果，并通過所述北斗授時結(jié)果和高穩(wěn)晶振進行融合授時，輸出授時結(jié)果。

5、基于上述技術(shù)方案，進一步地，所述對所述北斗無線電導航衛(wèi)星系統(tǒng)rnss單向授時結(jié)果和所述北斗無線電測位衛(wèi)星系統(tǒng)rdss單向授時結(jié)果進行融合，得到北斗授時結(jié)果，具體包括：

6、根據(jù)在歷元k對m顆北斗可視衛(wèi)星進行觀測獲取到的北斗無線電導航衛(wèi)星系統(tǒng)rnss單向授時結(jié)果和對l顆北斗geo衛(wèi)星進行觀測獲取到的北斗無線電測位衛(wèi)星系統(tǒng)rdss單向授時結(jié)果計算在歷元k接收機鐘差的最優(yōu)估計值

7、其中，wi為權(quán)重，為對應(yīng)于衛(wèi)星i的北斗授時結(jié)果測量誤差，θ為比例因子，對于所述北斗無線電導航衛(wèi)星系統(tǒng)rnss單向授時結(jié)果1≤i≤m，θ＝1；對于所述北斗無線電測位衛(wèi)星系統(tǒng)rdss單向授時結(jié)果m+1≤i≤m+l，θ＝10，elei為衛(wèi)星i在接收機天線處的仰角，tu(k)為歷元k接收機收到衛(wèi)星信號的時刻所對應(yīng)的接收機鐘面時；

8、根據(jù)接收機鐘差的最優(yōu)估計值和所述接收機收到衛(wèi)星信號的時刻所對應(yīng)的接收機鐘面時tu(k)，得到歷元k所述北斗授時結(jié)果

9、

10、基于上述技術(shù)方案，進一步地，所述通過所述北斗授時結(jié)果和高穩(wěn)晶振進行融合授時，輸出授時結(jié)果，具體包括：

11、將歷元k-1的北斗授時結(jié)果歷元k的北斗授時結(jié)果和所述高穩(wěn)晶振在兩個時刻之間的時間增量δtocxo輸入公式

12、

13、得到歷元k-1和歷元k間的時間增量的最優(yōu)估計值其中，α為融合系數(shù)，μ為所述高穩(wěn)晶振的頻率穩(wěn)定度，單位為ppm，n是所述高穩(wěn)晶振在兩個歷元之間的振蕩次數(shù)；

14、根據(jù)歷元k-1和歷元k間的時間增量的最優(yōu)估計值和歷元k-1的北斗授時結(jié)果，得到歷元k的授時結(jié)果

15、基于上述技術(shù)方案，進一步地，對北斗無線電導航衛(wèi)星系統(tǒng)rnss單向授時結(jié)果和北斗無線電測位衛(wèi)星系統(tǒng)rdss單向授時結(jié)果進行有效性檢測，具體包括：

16、計算北斗無線電導航衛(wèi)星系統(tǒng)rnss單向授時結(jié)果在兩個歷元間的時間增量；

17、計算所述高穩(wěn)晶振在兩個歷元間的時間增量；

18、若北斗無線電導航衛(wèi)星系統(tǒng)rnss單向授時結(jié)果在兩個歷元間的時間增量和所述高穩(wěn)晶振在兩個歷元間的時間增量的差值小于預設(shè)閾值，則判定所述北斗無線電導航衛(wèi)星系統(tǒng)rnss單向授時結(jié)果通過有效性檢測；

19、計算北斗無線電測位衛(wèi)星系統(tǒng)rdss單向授時結(jié)果在兩個歷元間的時間增量；

20、若北斗無線電測位衛(wèi)星系統(tǒng)rdss單向授時結(jié)果在兩個歷元間的時間增量和所述高穩(wěn)晶振在兩個歷元間的時間增量的差值小于預設(shè)閾值，則判定所述北斗無線電測位衛(wèi)星系統(tǒng)rdss單向授時結(jié)果通過有效性檢測。

21、基于上述技術(shù)方案，進一步地，所述北斗無線電導航衛(wèi)星系統(tǒng)rnss單向授時結(jié)果通過以下方法得到：

22、接收機對仰角最高的可視衛(wèi)星s進行觀測，測得偽距觀測量ps，即為：

23、

24、其中：ps為偽距觀測量，ps＝c(tu-ts)；tu為接收機收到衛(wèi)星信號的時間；ts為衛(wèi)星s發(fā)射信號的時間；(xu?yu?zu)為接收機天線坐標；(xs?ys?zs)為衛(wèi)星s的坐標；c為光速；δts為衛(wèi)星s的星載時鐘的鐘差；δtu為接收機鐘差；δion為電離層時延；δtro為對流層時延；εs為未建模的其他誤差，(xu?yu?zu)為接收機天線坐標；

25、利用導航電文中的鐘差模型參數(shù)，計算時刻ts的衛(wèi)星鐘差δts，即為：

26、δts＝af0+af1(ts-toc)+af2(ts-toc)2

27、其中：toc是包含在星歷中的參考時間，(af0?af1?af2)為對應(yīng)于toc的衛(wèi)星鐘差模型參數(shù)；

28、利用衛(wèi)星鐘差、電離層時延、對流層時延等參數(shù)，計算接收機鐘差的一個測量值δtu(s)，即為：

29、

30、利用接收機鐘差解算結(jié)果得到北斗無線電導航衛(wèi)星系統(tǒng)rnss單向授時結(jié)果trn，即為：

31、

32、其中：為利用衛(wèi)星s得到的一個rnss授時結(jié)果。

33、基于上述技術(shù)方案，進一步地，所述北斗無線電測位衛(wèi)星系統(tǒng)rdss單向授時結(jié)果通過以下方法得到：

34、利用接收機接收到衛(wèi)星信號的接收機鐘面時tu和地面控制中心發(fā)射信號的時刻tc，計算出站信號從北斗地面控制中心到geo衛(wèi)星再到接收機的傳播時間τdelay，即τdelay＝tu-tc；

35、τdelay中包含從北斗地面控制中心到geo衛(wèi)星的上行時延、geo衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)時延、從geo衛(wèi)星到接收機的下行時延以及接收機鐘差；

36、利用衛(wèi)星廣播星歷、北斗地面控制中心坐標以及大氣層模型，得到從北斗地面控制中心到geo衛(wèi)星上行時延τup；

37、利用衛(wèi)星廣播星歷、接收機天線坐標以及大氣層模型，得到從geo衛(wèi)星到接收機的下行時延τdown；

38、解算出接收機鐘差δtu，即δtu＝τdelay-τup-τdown-τs，其中τs為geo衛(wèi)星產(chǎn)生的轉(zhuǎn)發(fā)時延，是常量；

39、利用接收機鐘差解算結(jié)果，得到北斗無線電測位衛(wèi)星系統(tǒng)rdss單向授時結(jié)果trd＝tu-δtu-δtutc。

40、基于上述技術(shù)方案，進一步地，若所述北斗無線電導航衛(wèi)星系統(tǒng)rnss單向授時結(jié)果和所述北斗無線電測位衛(wèi)星系統(tǒng)rdss單向授時結(jié)果未通過有效性檢測；

41、則，測量所述高穩(wěn)晶振的累積振蕩次數(shù)，通過所述累積振蕩次數(shù)乘以高穩(wěn)晶振的標稱振蕩頻率獲得授時結(jié)果，輸出授時結(jié)果。

42、第二方面，本發(fā)明還提供了一種利用北斗系統(tǒng)授時的裝置，所述裝置包括：

43、第一計算模塊，用于對北斗無線電導航衛(wèi)星系統(tǒng)rnss單向授時結(jié)果和北斗無線電測位衛(wèi)星系統(tǒng)rdss單向授時結(jié)果進行有效性檢測；

44、第二計算模塊，用于在所述北斗無線電導航衛(wèi)星系統(tǒng)rnss單向授時結(jié)果和所述北斗無線電測位衛(wèi)星系統(tǒng)rdss單向授時結(jié)果通過有效性檢測時，對所述北斗無線電導航衛(wèi)星系統(tǒng)rnss單向授時結(jié)果和所述北斗無線電測位衛(wèi)星系統(tǒng)rdss單向授時結(jié)果進行融合，得到北斗授時結(jié)果，并通過所述北斗授時結(jié)果和高穩(wěn)晶振進行融合授時，輸出授時結(jié)果。

45、基于上述技術(shù)方案，進一步地，還包括：

46、第三計算模塊，用于在所述北斗無線電導航衛(wèi)星系統(tǒng)rnss單向授時結(jié)果和所述北斗無線電測位衛(wèi)星系統(tǒng)rdss單向授時結(jié)果未通過有效性檢測時；測量所述高穩(wěn)晶振的累積振蕩次數(shù)，通過所述累積振蕩次數(shù)乘以高穩(wěn)晶振的標稱振蕩頻率獲得授時結(jié)果，輸出授時結(jié)果。

47、基于上述技術(shù)方案，進一步地，所述第二計算模塊，具體用于根據(jù)在歷元k對m顆北斗可視衛(wèi)星進行觀測獲取到的北斗無線電導航衛(wèi)星系統(tǒng)rnss單向授時結(jié)果和對l顆北斗geo衛(wèi)星進行觀測獲取到的北斗無線電測位衛(wèi)星系統(tǒng)rdss單向授時結(jié)果計算在歷元k接收機鐘差的最優(yōu)估計值

48、

49、其中，wi為權(quán)重，為對應(yīng)于衛(wèi)星i的北斗授時結(jié)果測量誤差，θ為比例因子，對于所述北斗無線電導航衛(wèi)星系統(tǒng)rnss單向授時結(jié)果1≤i≤m，θ＝1；對于所述北斗無線電測位衛(wèi)星系統(tǒng)rdss單向授時結(jié)果m+1≤i≤m+l，θ＝10，elei為衛(wèi)星i在接收機天線處的仰角，tu(k)為歷元k接收機收到衛(wèi)星信號的時刻所對應(yīng)的接收機鐘面時；

50、根據(jù)接收機鐘差的最優(yōu)估計值和所述接收機收到衛(wèi)星信號的時刻所對應(yīng)的接收機鐘面時tu(k)，得到歷元k所述北斗授時結(jié)果

51、基于上述技術(shù)方案，進一步地，所述第二計算模塊，具體用于將歷元k-1的北斗授時結(jié)果歷元k的北斗授時結(jié)果和所述高穩(wěn)晶振在兩個時刻之間的時間增量δtocxo輸入公式

52、

53、得到歷元k-1和歷元k間的時間增量的最優(yōu)估計值其中，α為融合系數(shù)，μ為所述高穩(wěn)晶振的頻率穩(wěn)定度，單位為ppm，n是所述高穩(wěn)晶振在兩個歷元之間的振蕩次數(shù)；f為時間同步裝置配備的高穩(wěn)晶振的標稱振蕩頻率；

54、根據(jù)歷元k-1和歷元k間的時間增量的最優(yōu)估計值和歷元k-1的北斗授時結(jié)果，得到歷元k的授時結(jié)果

55、基于上述技術(shù)方案，進一步地，所述第一計算模塊，具體用于計算北斗無線電導航衛(wèi)星系統(tǒng)rnss單向授時結(jié)果在兩個歷元間的時間增量；

56、計算所述高穩(wěn)晶振在兩個歷元間的時間增量；

57、若北斗無線電導航衛(wèi)星系統(tǒng)rnss單向授時結(jié)果在兩個歷元間的時間增量和所述高穩(wěn)晶振在兩個歷元間的時間增量的差值小于預設(shè)閾值，則判定所述北斗無線電導航衛(wèi)星系統(tǒng)rnss單向授時結(jié)果通過有效性檢測；

58、計算北斗無線電測位衛(wèi)星系統(tǒng)rdss單向授時結(jié)果在兩個歷元間的時間增量；

59、若北斗無線電測位衛(wèi)星系統(tǒng)rdss單向授時結(jié)果在兩個歷元間的時間增量和所述高穩(wěn)晶振在兩個歷元間的時間增量的差值小于預設(shè)閾值，則判定所述北斗無線電測位衛(wèi)星系統(tǒng)rdss單向授時結(jié)果通過有效性檢測。

60、基于上述技術(shù)方案，進一步地，所述第一計算模塊，具體用于接收機對仰角最高的可視衛(wèi)星s進行觀測，測得偽距觀測量ps，即為：

61、

62、其中：ps為偽距觀測量，ps＝c(tu-ts)；tu為接收機收到衛(wèi)星信號的時間；ts為衛(wèi)星s發(fā)射信號的時間；(xu?yu?zu)為接收機天線坐標；(xs?ys?zs)為衛(wèi)星s的坐標；c為光速；δts為衛(wèi)星s的星載時鐘的鐘差；δtu為接收機鐘差；δion為電離層時延；δtro為對流層時延；εs為未建模的其他誤差，(xu?yu?zu)為接收機天線坐標；

63、利用導航電文中的鐘差模型參數(shù)，計算時刻ts的衛(wèi)星鐘差δts，即為：

64、δts＝af0+af1(ts-toc)+af2(ts-toc)2

65、其中：toc是包含在星歷中的參考時間，(af0?af1?af2)為對應(yīng)于toc的衛(wèi)星鐘差模型參數(shù)；

66、利用衛(wèi)星鐘差、電離層時延、對流層時延等參數(shù)，計算接收機鐘差的一個測量值δtu(s)，即為：

67、

68、利用接收機鐘差解算結(jié)果得到北斗無線電導航衛(wèi)星系統(tǒng)rnss單向授時結(jié)果trn，即為：

69、

70、其中：為利用衛(wèi)星s得到的一個rnss授時結(jié)果。

71、第三方面，本發(fā)明還提供了一種時間同步裝置，包括存儲器和處理器，所述存儲器存儲有計算機程序，所述處理器執(zhí)行所述計算機程序時實現(xiàn)第一方面中任一項所述的一種利用北斗系統(tǒng)授時的方法。

72、第四方面，本發(fā)明還提供一種計算機可讀存儲介質(zhì)，其上存儲有計算機程序，所述計算機程序被處理器執(zhí)行時實現(xiàn)第一方面中任一項所述的一種利用北斗系統(tǒng)授時的方法。

73、本發(fā)明提供的一種利用北斗系統(tǒng)授時的方法，包括時間同步裝置中的處理器對北斗無線電導航衛(wèi)星系統(tǒng)rnss單向授時結(jié)果和北斗無線電測位衛(wèi)星系統(tǒng)rdss單向授時結(jié)果進行有效性檢測；若北斗無線電導航衛(wèi)星系統(tǒng)rnss單向授時結(jié)果和北斗無線電測位衛(wèi)星系統(tǒng)rdss單向授時結(jié)果通過有效性檢測，對北斗無線電導航衛(wèi)星系統(tǒng)rnss單向授時結(jié)果和北斗無線電測位衛(wèi)星系統(tǒng)rdss單向授時結(jié)果進行融合，得到北斗授時結(jié)果，并通過北斗授時結(jié)果和高穩(wěn)晶振進行融合授時，輸出授時結(jié)果；否則，通過測量高穩(wěn)晶振的累積振蕩次數(shù)輸出授時結(jié)果。本發(fā)明可提高干擾環(huán)境下的單一北斗系統(tǒng)授時可靠性，提高授時結(jié)果的穩(wěn)定性，在北斗授時結(jié)果失效的條件下進行守時。