способ синхронизации часов

Классы МПК:G04C11/02 с помощью радиотехнических средств 
Автор(ы):, , ,
Патентообладатель(и):Гуревич Евгений Львович,
Дикарев Виктор Иванович,
Кайдановский Михаил Наумович,
Койнаш Борис Васильевич
Приоритеты:
подача заявки:
1993-02-22
публикация патента:

Использование: в технике связи, в частности в способе синхронизации часов для сличения шкал времени, разнесенных на большие расстояния. Сущность изобретения: для повышения оперативности результатов сличения удаленных шкал времени способ предусматривает перед началом сеанса передачи шкал времени измерение значений временных задержек в передающей и приемной аппаратуре первого A и второго B пунктов, определение разности значений временных задержек в передающей и приемной аппаратуре первого и второго пунктов. В начальный момент времени по часам первого пункта A с помощью кодовой последовательности формируют шумовой СВЧ-сигнал на частоте fc= fпр и регистрируют его на этом же пункте. Сформированный сигнал задерживают по времени на величину разности значений временных задержек в передающей и приемной аппаратуре первого пункта A, и задержанный сигнал преобразуют на частоту f = fпр Преобразованный сигнал усиливают по мощности, излучают усиленный сигнал в направлении на искусственный спутник Земли (ИСЗ)-ретранслятор, принимают бортовой аппаратурой ИСЗ-ретранслятора сигнал на частоте f1 переизлучают его в пункт B на частоте f2 с сохранением фазовых соотношений на интервале времени tc принимают ретранслированный сигнал в пункте B. 5 ил.
Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5

Формула изобретения

СПОСОБ СИНХРОНИЗАЦИИ ЧАСОВ, основанный на приеме разнесенными наземными пунктами шумовых СВЧ-сигналов с борта искусственного спутника Земли, когерентном их преобразовании к видеочастоте, цифровой регистрации принятых сигналов и определении временной задержки прихода одного и того же сигнала в пункты синхронизации методом корреляционной обработки зарегистрированных сигналов, по величине которой производят сличение шкал времени, отличающийся тем, что перед началом сеанса передачи шкал времени измеряют значения временных задержек в передающей и приемной аппаратуре первого и второго пунктов, определяют разности значений временных задержек в передающей и приемной аппаратуре указанных пунктов, а затем в начальный момент времени t1 по часам первого пункта с помощью кодовой последовательности формируют шумовой СВЧ-сигнал, регистрируют его на этом же пункте, сформированный сигнал задерживают по времени на величину разности значений временных задержек в передающей и приемной аппаратуре первого пункта, задержанный сигнал преобразуют на частоту f1 fпр.2, усиливают преобразованный сигнал по мощности, излучают усиленный сигнал в направлении на искусственный спутник Земли-ретранслятор, принимают бортовой аппаратурой искусственного спутника Земли-ретранслятора сигнал на частоте f1, переизлучают его на второй пункт на частоте f1 с сохранением фазовых соотношений, принимают ретранслированный сигнал на втором пункте, ретранслируют принятый сигнал с задержкой, равной разности значений временных задержек в передающей и приемной аппаратуре второго пункта, принимают бортовой аппаратурой искусственного спутника Земли-ретранслятора сигнал на частоте f1, переизлучают его на первый пункт на частоте f2 с сохранением фазовых соотношений, принимают ретранслированный сигнал на первом пункте, усиливают принятый сигнал по мощности, преобразуют усиленный сигнал на частоту fс fпр.1, ретранслируют его на этом же пункте в момент времени t3, в тот же начальный момент времени t1 по часам второго пункта с помощью такой же кодовой последовательности формируют такой же шумовой СВЧ-сигнал, сформированный сигнал преобразуют на частоту f1, усиливают его по мощности, излучают усиленный сигнал в направлении на искусственный спутник Земли-ретранслятор, принимают бортовой аппаратурой искусственного спутника Земли-ретранслятора сигнал на частоте, переизлучает его на первый пункт на частоте f2 с сохранением фазовых соотношений, принимают ретранслированный сигнал на первом пункте, усиливают принятый сигнал по мощности, преобразуют усиленный сигнал на частоту fс fпр.1 и регистрируют его на этом же пункте в момент времени t2.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к технике связи и радиолокации и может быть использовано для сличения шкал времени, разнесенных на большие расстояния.

Известные способы синхронизации часов основаны на сравнении временных положений принимаемого радиосигнала и местного опорного сигнала, формировании разности этих сигналов и коррекции временного положения опорного сигнала (авт.св. N 917169, кл. G 04 C 11/02, 1980); на излучении радиосигнала в одном пункте, приеме его в другом пункте с преобразованием на промежуточную частоту с последующим переизлучением радиосигнала в первый пункт (авт.св. N 862111, кл. G 04 C 11/02, 1975); на излучении сигналов шкал времени, приеме и переизлучении их пунктами расположения сличаемых рабочих и образцовых часовых систем (авт. св. N1163308, кл. G 04 G 11/02, 1984); на преобразовании спектра принимаемого сигнала с гармонической частотной модуляцией (ЧМ) путем смешивания его с опорным ЧМ напряжением, выделении гармонических составляющих преобразованного сигнала и последующим формированием сигнала ошибки (авт. св. N 824116, кл. G 04 C 11/02, 1980); на привязке момента пересечения фронтом импульса заданных уровней с последующим усреднением зафиксированных отсчетов времени (авт. св. N 690433, кл. G 04 C 11/02, 1976); на сравнении фаз, соответствующих принимаемому и опорному сигналам, и корректировке фазы местных опорных сигналов по результатам сравнения (авт.св. N 617766, кл. G 04 C 11/02, 1977); на излучении отметок собственных шкал времени на ведущем и ведомом пунктах, измерении на ведущем пункте интервала времени между отметкой собственной шкалы времени и первой принятой отметкой (авт.св. N 669326, кл. G 04 С 11/02, 1977); на сличении шкал времени путем наблюдений методом РСДБ (радиоинтерферометрии со сверхдлинными базами) искусственных спутников Земли с бортовым радиоизлучением (Губанов В.С. и др. Космические исследования. Т. 18, 1980, с.632); на сличении шкал времени путем обмена импульсными сигналами через геостанционарный ИСЗ-ретранслятор (Истон Р. ТИИЭР, 1976, т. 65, с. 34); на сличении шкал времени путем одновременного приема в разнесенных пунктах шумовых СВЧ-сигналов, излучаемых с борта ИСЗ-радиомаяка, когерентном преобразовании принятых сигналов к видеочастоте, их регистрации с последующей взаимокорреляционной обработкой и определении временных задержек прихода одного и того же сигнала на оба пункта (Губанов В.С. Финкельштейн А. М. Фридман П.А. Введение в радиоастрометрию. М. Наука, 1983, с. 114-119, 217).

Из известных способов синхронизации часов наиболее близким к предлагаемому является способ, основанный на использовании дуплексного метода связи через геостационарный ИСЗ-ретранслятор (Губанов В.С. Финкельштейн А.М. и Фридман П.А, Введение в радиоастрометрию. М. Наука, 1983, с.114-119, 217).

Основное достоинство дуплексного метода связи через геостационарный ИСЗ-ретранслятор (фиг. 1) состоит в том, что в нем исключается длина трассы прохождения сигнала. Поэтому его точность в основном зависит от параметров бортового ретранслятора, применяемого типа сигнала и техники измерения временных интервалов.

В указанном способе в результате корреляционной обработки пар записей одного и того же шумового широкополосного сигнала происходит подавление флуктуационных эффектов атмосферы, что позволяет определять временную задержку с внутренней точностью до 0,1 нс. Кроме того, в данном способе кроме временной задержки автоматически измеряют частоту интерференции, с помощью которой определяют скорость изменения временной задержки.

Недостатком данного способа является зависимость результатов измерений от разности групповых задержек сигнала в атмосфере по трассам его прохождения к обоим наземным пунктам. Для устранения этого эффекта требуется или чрезмерно большое время накопления сигнала, или специальные радиометрические измерения влажности в атмосфере вдоль этих трасс (Губанов В.С.Финкельштейн А.М. Фридман П.А. Введение в радиоастрометрию. М. Наука, 1983, с. 234).

Вторым недостатком этого способа является необходимость накопления отдельных измерений на большом интервале времени от нескольких часов до нескольких суток, так как разность показаний часов может быть определена только совместно с другими параметрами радиоинтерферометра и координатами геостационарного ретранслятора. При этом после завершения измерений на пунктах А и В должен быть получен следующий набор данных (фиг.2):

значения временных задержек в передающей аппаратуре первого tA и второго tB пунктов;

значения временных задержек в приемной аппаратуре первого способ синхронизации часов, патент № 2040035 A и второго способ синхронизации часов, патент № 2040035 B пунктов;

значения временной задержки сигналов в бортовом ретрансляторе ИСЗ ts;

значения времени распространения сигналов от пунктов сличения до ИСЗ aспособ синхронизации часов, патент № 2040035, bспособ синхронизации часов, патент № 2040035

значения времени распространения сигналов от ИСЗ до пунктов сличения aспособ синхронизации часов, патент № 2040035, bспособ синхронизации часов, патент № 2040035;

набор значений величин Тai(Tbi), измеренных в ходе приема шкалы времени, передаваемой с пункта B (A);

набор значений текущего времени, соответствующих измеренным значениям TAi(TBi). Для получения значения способ синхронизации часов, патент № 2040035 t:

способ синхронизации часов, патент № 2040035t способ синхронизации часов, патент № 2040035TA-Tспособ синхронизации часов, патент № 2040035+способ синхронизации часов, патент № 2040035tA-tспособ синхронизации часов, патент № 2040035+способ синхронизации часов, патент № 2040035-способ синхронизации часов, патент № 2040035+(aспособ синхронизации часов, патент № 2040035aспособ синхронизации часов, патент № 2040035)+(bспособ синхронизации часов, патент № 2040035-bспособ синхронизации часов, патент № 2040035)способ синхронизации часов, патент № 2040035 cоответствующего разности шкал времени в заданный момент времени То по часам пункта A, необходима совместная обработка данных, полученных на обеих станциях сличения, на пункте A, для чего данные, полученные на пункте B, должны передаваться в пункт A. Для оперативного получения результатов сличения необходима организация специального канала связи, по которому данные, полученные в пункте B, могли бы передаваться на пункт A.

Однако возможна модификация дуплексного метода синхронизации удаленных шкал времени, позволяющая вычислять разность шкал времени без использования дополнительного канала передачи данных, что значительно увеличивает оперативность получения результатов сличения. При этом используются также две станции A и B, на каждой из которых создана своя шкала времени (фиг.3). В момент времени То по шкалам обоих пунктов производится обмен сигналами времени. На станции A принимается сигнал, переданный станцией B, и наоборот. Сигнал, принятый на станции A, ретранслируется и измеряется величина

Tспособ синхронизации часов, патент № 2040035=способ синхронизации часов, патент № 2040035t+tB+bспособ синхронизации часов, патент № 2040035ts+aспособ синхронизации часов, патент № 2040035+способ синхронизации часов, патент № 2040035A

Сигнал шкалы времени станции A, принятый станцией B, ретранслируется в сторону ИСЗ и пpинимается на станции A, где измеряется величина TA2, равная:

Tспособ синхронизации часов, патент № 2040035=tA+aспособ синхронизации часов, патент № 2040035+ts+bспособ синхронизации часов, патент № 2040035+способ синхронизации часов, патент № 2040035B+tb+bспособ синхронизации часов, патент № 2040035+ts+aспособ синхронизации часов, патент № 2040035+способ синхронизации часов, патент № 2040035A

Для простоты принято, что задержки распространения сигналов в спутниковом ретрансляторе одинаковы в обоих направлениях (например, при использовании кодового разделения каналов). Невыполнение этого условия не приводит к существенному изменению результатов. Следовательно, на пункте A получены величины TA1 и TA2. Тогда

Tспособ синхронизации часов, патент № 2040035-2Tспособ синхронизации часов, патент № 2040035= -2способ синхронизации часов, патент № 2040035t+(tA-tB)+(aспособ синхронизации часов, патент № 2040035-aспособ синхронизации часов, патент № 2040035)+(bспособ синхронизации часов, патент № 2040035-bспособ синхронизации часов, патент № 2040035)+(способ синхронизации часов, патент № 2040035 способ синхронизации часов, патент № 2040035 способ синхронизации часов, патент № 2040035 и разность шкал времени способ синхронизации часов, патент № 2040035t может быть вычислена:

способ синхронизации часов, патент № 2040035t способ синхронизации часов, патент № 20400352Tспособ синхронизации часов, патент № 2040035-Tспособ синхронизации часов, патент № 2040035+способ синхронизации часов, патент № 2040035tA-tспособ синхронизации часов, патент № 2040035+(aспособ синхронизации часов, патент № 2040035-aспособ синхронизации часов, патент № 2040035)+(bспособ синхронизации часов, патент № 2040035-bспособ синхронизации часов, патент № 2040035)+(способ синхронизации часов, патент № 2040035B-способ синхронизации часов, патент № 2040035A)способ синхронизации часов, патент № 2040035 Релятивистская поправка здесь не учитывалась.

Таким образом, при измерении величин TA1 и TA2 на одном пункте можно получить тот же результат, что и при измерении величин ТA и TB на двух пунктах. В результате отпадает необходимость передачи значений величин TB и, следовательно, создания специального канала связи.

Однако для вычисления величины способ синхронизации часов, патент № 2040035t необходимо передавать на пункт A информацию о величинах tВ и способ синхронизации часов, патент № 2040035В. Это значительно проще, чем передавать большое количество величин ТA и TB, поскольку измерение временных задержек в приемно-передающей аппаратуре может проводиться однократно непосредственно перед началом измерений и может быть легко сделано при помощи речевых сообщений по телефону или с помощью телетайпа. Для того, чтобы избавиться от необходимости передавать на пункт A значения величин tВ и способ синхронизации часов, патент № 2040035В, они должны быть измерены перед началом сеанса передачи шкал времени и ретрансляции сигнала, принятого от станции A, производиться на пункте В с задержкой, равной способ синхронизации часов, патент № 20400352 tB способ синхронизации часов, патент № 2040035 B. Это возможно в случае, когда указанная величина положительна; в противном случае в передающий тракт станции B может быть введена точно калиброванная задержка, позволяющая сделать величину положительной. Аналогично, на станции A необходимо ввести задержку на величину способ синхронизации часов, патент № 20400351 способ синхронизации часов, патент № 2040035A tA, которая также должна быть положительной. Тогда вместо величины TA2 на пункте A измеряется величина TA2 x, равная

Tспособ синхронизации часов, патент № 2040035=(способ синхронизации часов, патент № 2040035A-tA)+rA+aспособ синхронизации часов, патент № 2040035+tспособ синхронизации часов, патент № 2040035+bспособ синхронизации часов, патент № 2040035+способ синхронизации часов, патент № 2040035B+(tB-способ синхронизации часов, патент № 2040035B)+tb+bспособ синхронизации часов, патент № 2040035+ts+aспособ синхронизации часов, патент № 2040035+способ синхронизации часов, патент № 2040035A

Следовательно, вычитая из TA2 x удвоенную величину TA1, получим:

Tспособ синхронизации часов, патент № 2040035-2Tспособ синхронизации часов, патент № 2040035= -2способ синхронизации часов, патент № 2040035t+(aспособ синхронизации часов, патент № 2040035-aспособ синхронизации часов, патент № 2040035)+(bспособ синхронизации часов, патент № 2040035-bспособ синхронизации часов, патент № 2040035)

Учитывая, что разница ионосферных задеpжек в рассматриваемом случае пренебрежимо мала, получаем для разности шкал времени способ синхронизации часов, патент № 2040035t:

способ синхронизации часов, патент № 2040035 t 0,5 (2TA1 TA2 x).

Следовательно, имеется возможность вычислять разность шкал времени пунктов A и B на одном из этих пунктов (в данном случае на пункте A), не прибегая к передаче измеренных значений с одного пункта на другой по какому-либо каналу связи.

Целью изобретения является повышение оперативности получения результатов сличения удаленных шкал времени.

Цель достигается тем, что перед началом сеанса передачи шкал времени измеряют значения временных задержек в передающей и приемной аппаратуре первого и второго пунктов, определяют разности значений временных задержек в передающей и приемной аппаратуре указанных пунктов, а затем в начальный момент времени t1 по часам первого пункта с помощью кодовой последовательности формируют шумовой СВЧ-сигнал, ретранслируют его на этом же пункте, сформированный сигнал задерживают по времени на величину разности значений временных задержек в передающей и приемной аппаратуре первого пункта, задержанный сигнал преобразуют на частоту f1= fпр1, усиливают преобразованный сигнал по мощности, излучают усиленный сигнал в направлении на ИСЗ-pетранслятор, принимают бортовой аппаратурой ИСЗ-ретранслятора сигнал на частоте f1, переизлучают его на второй пункт на частоте f2 с сохранением фазовых соотношений, принимают ретранслированный сигнал на втором пункте, ретранслируют принятый сигнал с задержкой, равной разности значений временных задержек в передающей и приемной аппаратуре второго пункта, принимают бортовой аппаратурой ИСЗ-ретранслятора сигнал на частоте f1, переизлучают его на первый пункт на частоте f2 с сохранением фазовых соотношений, принимают ретранслированный сигнал на первом пункте, ретранслируют его на этом же пункте в момент времени t3, в тот же начальный момент времени t1 по часам второго пункта с помощью такой же кодовой последовательности формируют такой же шумовой СВЧ-сигнал, сформированный сигнал преобразуют на частоту f1, усиливают его по мощности, излучают усиленный сигнал в направлении на ИСЗ-ретранслятор, принимают бортовой аппаратурой ИСЗ-ретранслятора сигнал на частоте f1, переизлучают его на первый пункт на чаcтоте f2 с сохранением фазовых соотношений, принимают ретранслированный сигнал а первом пункте и ретранслируют его на этом же пункте в момент времени t2.

На фиг. 1 изображена геометрическая схема расположения наземных пунктов A, B и ИСЗ-ретранслятора S, где введены следующие обозначения: O центр масс Земли; d база интерферометра; r радиус-вектор ИСЗ; на фиг.2 и 3 временные диаграммы дуплексного метода сличения часов по способу-прототипу и по предлагаемому способу соответственно, где введены следующие обозначения: S, A, B шкалы времени ИСЗ-ретранслятора, пунктов A и В соответственно; на фиг.4 представлена структурная схема устройства, реализующего предлагаемый способ синхронизации часов; на фиг.5 частотная диаграмма, поясняющая процесс преобразования частоты синхронизирующего сигнала.

Синхронизацию часов по предлагаемому способу осуществляют следующим образом.

Перед началом сеанса передачи шкал времени измеряют значения временных задержек в передающей и приемной аппаратуре первого A и второго B пунктов (tA, способ синхронизации часов, патент № 2040035A, tB, способ синхронизации часов, патент № 2040035 B);

определяют разности значений временных задержек в передающей и приемной аппаратуре первого и второго пунктов ( способ синхронизации часов, патент № 20400351способ синхронизации часов, патент № 2040035A-tA, способ синхронизации часов, патент № 20400352 tb- способ синхронизации часов, патент № 2040035 b);

в начальный момент времени t1A по часам первого пункта с помощью кодовой последовательности формируют шумовой СВЧ-сигнал на частоте fс fпр1; регистрируют его на этом же пункте (сигнал способ синхронизации часов, патент № 20400351).

Сформированный сигнал задерживают по времени на величину разности значений временных задержек в передающей и приемной аппаратуре первого пункта A ( способ синхронизации часов, патент № 20400351 способ синхронизации часов, патент № 2040035A -tA); задержанный сигнал преобразуют на частоту f1 fпр2; усиливают преобразованный сигнал по мощности; излучают усиленный сигнал в направлении на ИСЗ-ретранслятор;

Принимают бортовой аппаратурой ИСЗ-ретранслятора сигнал на частоте f1; переизлучают его в пункт В на частоте f2 с сохранением фазовых соотношений на интервале tс; принимают ретранслированный сигнал в пункте В.

Ретранслируют принятый сигнал с задержкой, равной разности значений временных задержек в передающей и приемной аппаратуре второго пункта В ( способ синхронизации часов, патент № 20400352 tB способ синхронизации часов, патент № 2040035 B); принимают бортовой аппаратурой ИСЗ-ретранслятора сигнал на частоте f1; переизлучают его в пункт A на частоте f2 с сохранением фазовых соотношений на интервале tc; принимают ретранслированный сигнал в пункте A; усиливают принятый сигнал по мощности; преобразуют усиленный сигнал на частоту fc fпр1; регистрируют его на этом же пункте в момент времени f3A (сигнал способ синхронизации часов, патент № 20400353).

В тот же начальный момент времени (t1A t1B) по часам второго пункта В с помощью такой же кодовой последовательности формируют такой же шумовой СВЧ-сигнал; сформированный сигнал преобразуют на частоту f1; усиливают его по мощности; излучают усиленный сигнал в направление на ИСЗ-ретранслятор; принимают бортовой аппаратурой ИСЗ-ретранслятора сигнал на частоте f1; переизлучают его в пункт A на частоте f22 с сохранением фазовых соотношений на интервале tc.

Принимают ретранслированный сигнал на пункте A; усиливают принятый сигнал по мощности; преобразуют принятый сигнал на частоту fс f пр1; ретранслируют его на этом же пункте в момент времени t2A (сигнал способ синхронизации часов, патент № 20400352).

Корреляционной обработкой зарегистрированных сигналов на пункте A определяют следующие временные интервалы;

Tспособ синхронизации часов, патент № 2040035=способ синхронизации часов, патент № 20400351способ синхронизации часов, патент № 2040035 способ синхронизации часов, патент № 20400352=tA2-tA1=способ синхронизации часов, патент № 2040035t+tB+bспособ синхронизации часов, патент № 2040035+ts+aспособ синхронизации часов, патент № 2040035+способ синхронизации часов, патент № 2040035A

Tспособ синхронизации часов, патент № 2040035=способ синхронизации часов, патент № 20400351способ синхронизации часов, патент № 2040035 способ синхронизации часов, патент № 20400352=tA3-tA1=(способ синхронизации часов, патент № 2040035A-tA)+способ синхронизации часов, патент № 2040035A+aспособ синхронизации часов, патент № 2040035+ts+bспособ синхронизации часов, патент № 2040035+способ синхронизации часов, патент № 2040035B+(tB-способ синхронизации часов, патент № 2040035B)+tB+bспособ синхронизации часов, патент № 2040035+tспособ синхронизации часов, патент № 2040035+aспособ синхронизации часов, патент № 2040035+способ синхронизации часов, патент № 2040035A по их значению вычисляют разность шкал времени

способ синхронизации часов, патент № 2040035t 0,5 (2TA1 TA2* ).

Структурная схема устройства, реализующего предлагаемый способ синхронизации часов, представлена на фиг.4, где введены следующие обозначения: 1,21 стандарты частоты и времени; 2, 3, 22, 23 гетеродины; 4, 24 генераторы псевдошумовых сигналов; 5, 17, 25, 37 переключатели; 6, 26 блоки регулируемой задержки; 7, 15. 27, 35 смесители; 8, 28 усилители второй промежуточной частоты; 9, 14, 29, 34 усилители мощности; 10, 30 дуплексеры; 22, 31 приемопередающие антенны; 12, 18, 31, 38 клипперы; 13, 19, 33, 39 блоки памяти; 16, 36 усилители первой промежуточной частоты; 20, 40 блоки корреляционной обработки.

Устройство работает следующим образом. В начальный момент времени t1A переключатели 5 и 17 устанавливаются в первое (I) положение, а переключатели 25 и 37 во второе (II) положение. В этот же момент времени по часам первого пункта A с помощью кодовой последовательности и стандарта 1 частоты и времени в генераторе 4 формируется СВЧ-сигнал на частоте fсfпр1. Сформированный сигнал задерживается по времени на величину способ синхронизации часов, патент № 20400351 способ синхронизации часов, патент № 2040035 A tA в блоке 6 регулируемой задержки, преобразуется по частоте с помощью гетеродина 2, смесителя 7 и усилителя 8 второй промежуточной частоты

f1 fпр2 fc fг1, где fг1 частота гетеродина 2.

Преобразованный сигнал на частоте f1 усиливается в усилителе 9 мощности и излучается через дуплексер 10 и антенну 11 в направлении ИСЗ-ретранслятора. Вместе с тем этот же сигнал клиппируется в клиппере 12 тактовой частотой того же стандарта 1 частоты и времени и записывается в буферное запоминающее устройство 13 (сигнал способ синхронизации часов, патент № 20400351). Регистрация синхронизируется стандартом 1 частоты и времени. В тот же начальный момент времени (t1A t1B) по часам второго пункта В с помощью такой же кодовой последовательности в генераторе 24 формируется СВЧ-сигнал на частоте fс, который преобразуется с помощью гетеродина 22, смесителя 27 и усилителя 28 второй промежуточной частоты к частоте

f1 fпр2 fc + fг1, где fг1 частота гетеродина 22.

Преобразованный сигнал на частоте f1 усиливается в усилителе 29 мощности и излучается через дуплексер 30 и антенну 31 в направлении на ИСЗ-ретранслятор. После этого переключатель 25 переводится в третье (III) положение, при котором к входу блока 26 регулируемой задержки через переключатели 25 (III) и 37 (II) подключается выход усилителя 36 первой промежуточной частоты.

Указанный сигнал на частоте f1 принимается бортовой аппаратурой МЧЗ-ретранслятора, преобразуется к частоте f2

f2 f1 fгр, где fгр частота гетеродина ИСЗ-ретранслятора (fгр fс), и переизлучается в пункт A с сохранением фазовых соотношений. Ретранслированный сигнал на частоте f2 принимается антенной 11, усиливается в усилителе 14 мощности и преобразуется к частоте fс:

fc fпр1 fг2 f2, где fг2 частота гетеродина 3, с помощью гетеродина 3, смесителя 15 и усилителя 16 первой промежуточной частоты. Указанный сигнал клиппируется в клиппере 18 и записывается в буферное запоминающее устройство 19 (сигнал способ синхронизации часов, патент № 20400352). Регистрация синхронизируется стандартом 1 частоты и времени.

Излученный антенной 11 сигнал на частоте f1 принимается бортовой аппаpатурой ИСЗ-ретранслятора, преобразуется к частоте f2

f2 f1 fгр, где fгр частота гетеродина ИСЗ-ретранслятора (fгр fс), и переизлучается в пункт В с сохранением фазовых соотношений.

Ретранслированный сигнал на частоте f2 принимается антенной 31, усиливается в усилителе 34 мощности и преобразуется к частоте fс:

fc fпр1 fг2 f2, где fг2 частота гетеродина 23, с помощью гетеродина 23, смесителя 35 и усилителя 26 первой промежуточной частоты.

Преобразованный сигнал на частоте fс через переключатели 37 (II) и 25 (III) поступает на вход блока 26 регулируемой задержки, где задерживается на величину способ синхронизации часов, патент № 20400352 tB способ синхронизации часов, патент № 2040035 b.

Затем задержанный сигнал преобразуется к частоте f1

f1 fпр2 fc+fг1 с помощью гетеродина 22, смесителя 27 и усилителя 28 второй промежуточной частоты. Преобразованный по частоте сигнал усиливается в усилителе 29 мощности и излучается через деплексор 30 и антенну 31 в направлении на ИСЗ-ретранслятор. Указанный сигнал на частоте f1принимается бортовой аппаратурой ИСЗ-ретранслятора, преобразуется к частоте f2

f2 f1 fгр и переизлучается в пункт A с сохранением фазовых соотношений.

Ретранслированный сигнал на частоте f2 принимается антенной 11, усиливается в усилителе 14 мощности и преобразуется к частоте fс

fc fпр1 fг2 f2 с помощью гетеродина 3, смесителя 15 и усилителя 16 первой промежуточной частоты. Указанный сигнал клиппируется в клиппере 16 и записывается в блоке 19 памяти (сигнал способ синхронизации часов, патент № 20400353). Регистрация синхронизируется стандартом 1 частоты и времени. Затем зарегистрированные сигналы способ синхронизации часов, патент № 20400351 способ синхронизации часов, патент № 20400352 и способ синхронизации часов, патент № 20400353подвергаются корреляционной обработке в блоке 2 корреляционной обработки, в состав которого входят коррелятор и арифметический блок. С помощью коррелятора определяются временные интервалы:

Tспособ синхронизации часов, патент № 2040035=способ синхронизации часов, патент № 20400351способ синхронизации часов, патент № 2040035 способ синхронизации часов, патент № 20400352=tA2-tA1=способ синхронизации часов, патент № 2040035t+tB+bспособ синхронизации часов, патент № 2040035+ts+aспособ синхронизации часов, патент № 2040035+способ синхронизации часов, патент № 2040035A

Tспособ синхронизации часов, патент № 2040035=способ синхронизации часов, патент № 20400351способ синхронизации часов, патент № 2040035 способ синхронизации часов, патент № 20400352=tA3-tA1=(способ синхронизации часов, патент № 2040035A-tA)+способ синхронизации часов, патент № 2040035A+aспособ синхронизации часов, патент № 2040035+ts+bспособ синхронизации часов, патент № 2040035+способ синхронизации часов, патент № 2040035B+(tB-способ синхронизации часов, патент № 2040035B)+tB+bспособ синхронизации часов, патент № 2040035+tспособ синхронизации часов, патент № 2040035+aспособ синхронизации часов, патент № 2040035+способ синхронизации часов, патент № 2040035A С помощью арифметического блока вычисляется разность шкал времени

способ синхронизации часов, патент № 2040035t 0,5 (2TA1 TA2* ).

Описанная выше работа устройства соответствует случаю, когда разность шкал времени способ синхронизации часов, патент № 2040035t определяется на станции A, т.е. она является ведущей, а станция В является ведомой.

Если разность шкал времени способ синхронизации часов, патент № 2040035t определяется на станции В. т.е. она является ведущей, то работа устройства происходит аналогичным образом. При этом переключатели 25 и 37 устанавливаются в первое (I) положение, а переключатели 5 и 17 во второе (II) положение.

Таким образом, предлагаемый способ синхронизации часов по сравнению с базовым способом позволяет оперативно определять разность шкал времени способ синхронизации часов, патент № 2040035t без использования специального канала связи для передачи результатов измерений с одного пункта сличения на другой. При этом достигается некоторое упрощение измерительной процедуры и сокращение количества необходимой аппаратуры. Это объясняется тем, что при использовании традиционного дуплексного метода на пунктах A и В помимо регистрации величин ТA и ТВ соответственно необходимо также регистрировать моменты времени, в которые эти величины получены. В противном случае становится невозможной совместная обработка этих величин из-за невозможности ввести соответствие по времени измерений.

При использовании предлагаемого способа необходимость в регистрации указанных моментов времени отпадает, поскольку величины ТA1 и ТA2*измеряются на одном и том же пункте. Это позволяет исключить из схемы измерений измерители текущего времени и упростить стыковку системы автоматической регистрации результатов измерений с измерительной аппаратурой, а также упростить саму процедуру обработки результатов.

Однако введение ретрансляции синхронизирующего сигнала приводит к некоторому увеличению ошибки.

Для обычного дуплексного способа среднеквадратическое отклонение ошибки измерения величины ТA ТB равно способ синхронизации часов, патент № 2040035 где способ синхронизации часов, патент № 2040035- среднеквадратическое отклонение ошибки измерения времени прихода синхронизирующего сигнала на одном пункте.

Для предлагаемого способа точность измерения величины ТA1 также будет равна способ синхронизации часов, патент № 2040035-, а точность измерения величины ТA2 составит способ синхронизации часов, патент № 2040035 Тогда точность измерения величины (2ТA1 ТA2*) cоставит способ синхронизации часов, патент № 2040035

Таким образом, использование предлагаемого способа синхронизации часов увеличивает СКО ошибки измеряемой величины в способ синхронизации часов, патент № 2040035/способ синхронизации часов, патент № 2040035, т.е. в 1,2 раза. В настоящее время, когда достигнута величина способ синхронизации часов, патент № 2040035 (0,5 нс и менее) много меньшая, чем систематическая ошибка сличения, такое увеличение случайной ошибки не имеет существенного значения.

Для реализации предлагаемого способа синхронизации часов необходимо применение высокоточных переменных линий задержки. В настоящее время реализация таких линий задержки не представляет трудностей (например, линия задержки с точностью изменения задержки 1 нс применяется в синхронометре Ч7-37), за рубежом существуют линии задержки с шагом перестройки порядка 10 нс. При использовании линий задержки с программным управлением (например, с управлением от компьютера) система измерений и вычисления результатов может быть полностью автоматизирована.

Класс G04C11/02 с помощью радиотехнических средств 

способ синхронизации часов и устройство для его реализации -  патент 2439643 (10.01.2012)
способ синхронизации часов и устройство для его реализации -  патент 2426167 (10.08.2011)
способ и система синхронизации часов -  патент 2414735 (20.03.2011)
аппаратные временные метки сетевых пакетов: улучшенная синхронизация сетевых часов -  патент 2404448 (20.11.2010)
способ сличения шкал времени и устройство для его реализации -  патент 2389054 (10.05.2010)
система синхронизации часов -  патент 2386159 (10.04.2010)
способ синхронизации часов и устройство для его реализации -  патент 2383914 (10.03.2010)
способ синхронизации часов -  патент 2350998 (27.03.2009)
способ сличения шкал времени станций -  патент 2347255 (20.02.2009)
способ синхронизации часов и устройство для его реализации -  патент 2337388 (27.10.2008)
Наверх