Система синхронизации пространственно разнесенных часов

)5 6 04 С 11/О ТВЕННЫЙ КОМИТЕТЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМСССР ГОСУДА ПО ИЗО ПРИ ГКН ЕНИ В ОПИСАНИЕ ИЗО РСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ.Л.Травин88.8)идетельство СССР04 С 11/02, 1986,(54) СИСТЕМА СИНХРОНИЗАЦИИ ПРОСТРАНСТВЕННО РАЗНЕСЕННЫХ ЧАСОВ (57) 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,Изобретение относится к радиотехникеи может быть использовано в радиотехнических системах единого времени и в системах радионавигации для синхронизациишкал времени пространственно разнесенных часов.Целью изобретения является повышение точности синхронизации пространственно разнесенных часов,На фиг, 1 представлена структурнаяэлектрическая 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 ведущихчасов, пункт 3 ведомых часов, вычислитель4 сигналов рассогласования шкал времени(РШВ), анализатор 5 координат и блок 6управления режимом работы.В состав пункта 2 ведущих часов входятопорный генератор 7, делитель 8 частоты,временной дискриминатор 9, блок 10 памяти, приемник 11 и выделитель 12 номераметки времени, а в состав пункта 3 ведомыхчасов - опорный генератор 13, делитель 14частоты, временной дискриминатор 15,блок 16 памяти, приемник 17 и выделитель18 номера метки времени,В состав 4 вычислителя сигналов РШВвходят канал 19 обработки сигналов пунктаведущих часов, включающий блок 20 определения дальности, блок 21 определениязадержки 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 расхожденияметок времени, блок 29 прогнозирования иблок 30 определения поправки,Система синхронизации работает следующим образом.Источник 1 сигналов времени, напримерна ИСЗ постоянно излучает сигналывремени, включающие метку времени (фиг.2, а), например, в виде синхросигнала с периодом повторения 1 с и номер метки времени, например, в виде 17-разрядногопоследователного двоично-десятичного кода, содержащего номер секунды в минуте (6разрядов), номер минуты в часе(6 разрядов)и номер часа в сутках (5 разрядов),На пункте 2 ведущих часов из сигналовопорного генератора 1 делителем 8 формируются сигналы времени, включающиеопорную метку времени и номер метки времени и поступающие на первый вход временного дискриминатора 9 (фиг, 2, б), Аналогично на пункте 3 ведомых часов изсигналов опорного генератора 13 делите-,5 лем 14 также формируются сигналы времени, которые поступают на первый входвременного дискриминатора 15 (фиг. 2, е).При этом расхождение меток времени наведущих и ведомых часах может быть про 10 иэвольным,При нахождении источника 1 сигналоввремени в зоне радиовидимости с пункта 2ведущих часов в моменты 11 производитсясеанс приема сигналов времени с помощью15 приемника 11 (фиг, 2, в). С первого выходаприемника 11 сигнал номера метки временивыдается на выделитель 12, с второго выхода приемника 11 сигнал метки времени поступает на второй вход временного20 дискриминатора 9 (фиг, 2, г), с выхода которого сигнал значения измеренного расхождения меток времени ЬТ 2-ф 1) поступает в.блок 10 памяти. С выхода выделителя 12сигнал значения момента времени иэмере 25 ния О поступает на второй вход блока 10памяти. Таким образом, в блоке 10 памяти втечение сеанса приема сигналов временификсируются значения О и ЬТ 24 с 1), где -номер измерения в сеансе.30 По окончании сеанса приема данные спункта 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 изблока 10 памяти (фиг. 3, в) передаются черезблок 6 управления: сигнал значений измеренного расхождения меток времени40 ЬТ 24 ц ) - на вход блока 21 определениязадержки канала 19 обработки сигналовпункта ведущих часов, а сигнал значениймоментов времени измерений т 1 - на первый вход блока 27 усреднения.45 Из анализатора 5 координат в вычислитель 4 сигналов РШВ передаются данные окоординатах источника 1 сигналов временина моменты сеанса приема.По команде из блока 6 управления (фиг.50 3, г) и в соответствии со значениями моментов времени 11, поступающими через блок 6управления в анализатор 5 координат, данные из анализатора 5 координат 5 (фиг. 3, д)передаются, через блок 6 управления: сигна 55 лы значений координат источника 1 сигналов времени Х(ц), Уф 1), 2(О) - на входыблоков 20 и 24 определения дальности, Вканале 19 обработки сигналов ведущих часов в блоке 20 определения дальности на1663601 20 72-1 (11) = Й 2-1(т 1)/С,( )2 ()2 25 Основании полученных данных О координатах источника 1 Х 1(т 1), У 1(т 1), 71(тл) и известных значений координат ведущих часов Х 2, У 2, Е 2, хранящихся в виде констант в блоке, определяются значения дальностей от источника 1 до ведущих часов на момены измерений в сеанс приема Х 2-Х 1(т 1 + Еуг-у Ф 1)1 + ЕЕг-Е 1(т 12,которые в виде сигналов значений дальностей Я 2-л(тл ) поступают на блок 21 определения 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 определвотся значения истинного расхождения меток времени источника 1 и пункта ведущих часов на моменты измерений в сеансе приема (риг. 2, д): ЛТ 2-фл) = ЛТ 2-1 (О) - т 2 - л (т 1),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: Л Т 2 - 1 (11 ) = -Ь Т 2 - л ( т 1 ),где Й - число измерений в сеансе приема,Истинное значение расхождения меток времени ЛТ 2-1(т,) запоминается, Максимальное число запоминаемых значений ЬТ 2-1(т;)- КО =1, , К) выбирается из условия неискаженной оценки параметров модели расхождения меток времени источника 1 и пункта 2 ведущих часов. С выхода накопителя 22 значения ЬТ 2-1(т 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 опреде 1 ляется среднесеансное время 11 = - 1 л,1 =1 значение которого запоминается. Максимальное число запоминаемых значений 1)- К Д = 1, ., К) выбирается таким же, как и в накопителе 22, С первого выхода блока 27 усреднения значения т) 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 Ч проведения последнего сеанса измерения расхождения меток времени Оо (т ) и 01 (с ) в соответствии с выражениями: КЛТ 2-( ) - , с Лт-(с ) , с К Кк ЛТ-(т ) с - , т , Лт 2-( ) )=О (ц) -К-Й30Значения О, (с) ) и 01 (т) ) запоминаются и затем поступают в виде сигналов значений параметров на первый вход блока прогнозирования.35 . При появлении источника 1 сигналоввремени в зоне радиовидимости с пункта 3 ведомых часов в момент т 2 проводится се 3анс 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 т 2 и ЛТз(т 2).По команде из блока 6 управления ре 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 измеренного,. Оасхождения меток времениЬТз(т 2 ) поступают на второй вход блока 25 определения задержки канала 23 обработки сигналов пункта 3 ведомых часов, а . сигнал значений моментов времени измерений 2 - на второй вход блока 27 усреднения, 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 10 15 20 25 30 40 45 50 55 сов ЬТэ(12), которое передается на вход блока определения поправки.Одновременно в блоке 27 усреднения путем усреднения единичных значений времени измерений определяется среднесеан 1сное время 12 = -с 2, на основанииЧ=которого с учетом момента времени проведения последнего сеанса ведущих часов с 1 путем операции вычитания чисел определяется интервал прогнозирования 1 пр = 12. 1. С второго выхода блока 27 усреднения значение 1 пр в виде сигнала значения интервала прогноза передается на второй вход блока 29 прогнозирования, в котором на основании полученных значений параметров Оо 1, 11 ) и 01 (С ) и значения интервала прогноза спр определяется прогноэируемое значение инстинного расхождения меток времени источника 1 сигналов времени и пункта 2 ведущих часов на момент времени с 2(фиг. 2, к): Ьт 2-ф 2) = Оо ( ч ) + 01 ( ч ) ьр 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) ЬТ 2-ф 2) = ЬТ 2-1(12) - Ь Т 3-1(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 ЬТ =ЬТ 2-з(12) 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 сигналов времени, расположенный на подвижном объекте, пункт ведущих часов, в сОСтав которого входят последоватфльно Соадиненные опорный генератор, далитель частоты, временной дискриминатОр и блОк г 1 амяти, и последовательно соединенныа 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, вычислитель 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 Составитель Г;ЕвдокимоваРедактор А.Лежнина Техред М.Моргентал Коррек Кундрик роизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101 Заказ 2266 Тираж 268 ВНИИПИ Государственного комитет 113035. Москва, Подписноеизобретениям и открытиям при ГКНТ СССР