Устройство для синхронизации часов по радиоканалу

 

Использование: в радиотехнических системах единого времени и в системах радионавигации для синхронизации шкал времени пространственно-разнесенных часов. Сущность изобретения: сохранения точности синхронизации ведущих и удаленных часов при нарушении работы центральных часов введены первые и вторые центральные часы и новые блоки с соответствующими связями в структуру центральных, ведущих и удаленных часов. Это позволяет сохранить привязку ведущих часов относительно эталона времени и частоты и точность синхронизации удаленных часов при нарушении работы центральных часов. Устройство для синхронизации часов по радиоканалу содержит центральные часы (1₁, 1₂) , n ведущих часов (2...2_n) , m удаленных часов (3...3_m) , эталон времени и частоты (4) и транспортируемые часы (5). В состав центральных часов (1, 1₂) входят формирователь опорного сигнала, фазовращатель, делитель частоты, счетчик импульсов, радиоприемник, регистратор временного параметра, блок ввода координат, блок определения расстояния, блок определения времени распространения сигнала, блок определения поправки шкалы времени, сумматор, коммутатор, блок сравнения фаз, блок подстройки частоты, блок прогнозирования, формирователь команд управления. В состав каждых из n ведущих часов (2...2_n) входят формирователь опорного сигнала, делитель частоты, формирователь частотно-стабилизированного сигнала, радиопередатчик, формирователь импульсного сигнала времени, формирователь сигнала поправки шкалы времени. В состав каждых из m удаленных часов (3...3_m) входят формирователь опорного сигнала, фазовращатель, делитель частоты, счетчик импульсов, радиоприемник, регистратор временного параметра, дешифратор, блок ввода поправки, блок памяти, блок вычисления погрешности, блок ввода координат, формирователь команд управления. 5 ил.

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

Цель изобретения - сохранение точности синхронизации ведущих и удаленных часов при нарушении работы центральных часов.

На фиг. 1 представлена структурная схема устройства для синхронизации часов по радиоканалу; на фиг. 2 - временные диаграммы формирования шкал времени на отдельных часах и их синхронизации в устройстве; на фиг. 3 - структурная схема центральных и дополнительных центральных часов; на фиг. 4 - структурная схема ведущих часов; на фиг. 5 -- структурная схема удаленных часов.

Устройство для синхронизации часов по радиоканалу содержит первые центральные часы I₁ и вторые центральные часы I₂, n ведущих часов 2₁...2_n, m удаленных часов 3₁. ..3_m, эталонов 4 времени и частоты и транспортируемые часы 5.

В состав первых и вторых центральных часов 1₁ и 1₂ входят формирователь 6 опорного сигнала, фазовращатель 7, делитель 8 частоты, счетчик 9 импульсов, радиоприемник 10, регистратор 11 временного параметра, блок 12 ввода координат, блок 13 определения расстояния, блок 14 определения времени распространения сигнала, блок 15 определения поправки шкалы времени, сумматор 16, коммутатор 17, блок 18 сравнения фаз, блок 19 подстройки частоты, блок 20 прогнозирования и формирователь 21 команд управления. В состав каждых n ведущих часов 2₁...2_n входят формирователь 22 опорного сигнала, делитель 23 частоты, формирователь 24 частотно-стабилизированного сигнала, радиопередатчик 25, формирователя 26 импульсного сигнала времени, формирователь 27 сигнала поправки шкалы времени. В состав каждых m удаленных часов входят формирователь 28 опорного сигнала, фазовращатель 29, делитель 30, частоты, счетчик 31 импульсов, радиоприемник 32, регистратор 33 временного параметра, дешифратор 34, блок 35 ввода поправки, блок 36 памяти, блок 37, блок 38 ввода координат, формирователь 39 команд управления.

Устройство работает следующим образом.

При выключении устройства одни центральные часы, например первые центральные часы 1₁, принимаются за основные центральные часы, а другие, например вторые центральные часы 1₂, - за резервные центральные часы. Для этого на шестой вход блока 20 центральных и дополнительных центральных часов 1₁ и 1₂ подается сигнал соответствующего признака режима работы "Основные центральные часы" и "Резервные центральные часы", например, оператором с пульта управления.

После включения первых и вторых центральных часов 1₁ и 1₂формирователь 6 начинает формировать опорный частотно-стабилизированный сигнал, который через фазовращатель 7 подается на вход делителя 8, второй вход регистратора 11 и вход блока 18. Делитель 8 формирует опорный импульсный сигнал времени, например секундную метку времени, который с его выхода поступает на вход счетчика 9, и сигнал значения текущего времени t_i в виде, например, последовательного двоично-десятичного кода в структуре секунды-минуты-часы-сутки, который с его выхода поступает на вход блока 20. Начальная установка значения текущего времени в делителе 8 осуществляется, например, оператором по сигналам проверки времени, передаваемым через сеть звукового вещания.

Затем в момент времени t₁ проводится первый сеанс синхронизации ШВ центральных часов 1₁ относительно эталона 4. Для этого транспортируемые часы 5, сведенные с эталоном, доставляются на первые центральные часы 1₁. На первых центральных часах 1₁ транспортируемые часы 5 подключаются к входу блока 18, на вход которого поступает через фазовращатель 7 частотно-стабилизированный сигнал с выхода формирователя 6. Результат сравнения фаз сигналов, соответствующий расхождению ШВ первых центральных часов 1₁ относительно эталона 4 ΔТ(t₁) с выхода блока 18 передается на вход блока 19 и вход блока 20. В блоке 19 расхождения ШВ ΔТ(t₁) преобразуется в сигнал коррекции, поступающий на вход фазовращателя 7, осуществляя изменение фазы формируемого формирователем 6 опорного частотно-стабилизированного сигнала. Тем самым обеспечивается синхронизация первых центральных часов 1₁ относительно эталона 4 (см. фиг. 2, эпюра а).

По команде из формирователя 21 в блоке 20 первых центральных часов 1₁ значение момента времени t₁ по сигналу текущего времени с выхода делителя 8 и значение расхождения ШВ ΔТ(t₁) по сигналу с выхода блока 18 фиксируются, а затем передаются по двусторонней линии связи на вторые центральные часы 1₂. В соответствии с алгоритмом работы в блоке 20 расчет параметров модели ухода ШВ основных центральных часов при этом не производится и значения параметров принимаются равными нулю.

На вторых центральных часах 1₂ сигналы значений момента времени t₁и расхождения ШВ ΔТ(t₁) в блоке 20 также фиксируются. При этом расчет параметров модели ухода ШВ первых центральных часов также не производится и значения параметров принимаются равными нулю.

Одновременно в момент времени t₁ проводится первый сеанс взаимной привязки ШВ первых центральных часов 1₁ и вторых центральных часов 1₂путем одновременного приема сигналов одних из ведущих часов, например 2_i.

На каждых n ведущих часах, например 2_i, установленных, например, на искусственных спутниках Земли (ИСЗ), формирователь 22 формирует частотно-стабилизированный сигнал, который поступает в делитель 23. С выхода делителя 23 этот частотно-стабилизированный сигнал через формирователь 24 передается на вход радиопередатчика 25. С выхода делителя 23 сформированный импульсный сигнал времени, например секундная метка времени, поступает на вход формирователя 26, с выхода которого в виде импульса нормированной длительности передается на вход радиопередатчика 25 и вход формирователя 27. Так как в формирователе 27 в этот момент времени информация отсутствует, то на его выходе присутствует нулевой сигнал, поступающий на вход радиопередатчика 25. С выхода радиопередатчика 25 выходной сигнал, несущий информацию о частотно-стабилизированном сигнале и импульсном сигнале времени, поступает в передающую антенну и излучается.

На первых центральных часах 1₁ и вторых центральных часах 1₂ по команде из формирователя 21 радиоприемник 10 настраивается на частоту излучения ведущих часов 2_i и осуществляет прием сигнала. С выхода радиоприемника 10 выделенный частотно-стабилизированный сигнал поступает на вход регистратора 11, а выделенный импульсный сигнал времени с выхода - на третий вход счетчика 9. По команде из формирователя 21 в счетчике 9 производится его установка в исходном состоянии, а затем измерение расхождения между принятым импульсным сигналом времени, поступающим с выхода радиоприемника 10 и опорным импульсным сигналом времени, поступающим с выхода делителя 8. При этом в качестве счетных импульсов используются тактовые импульсы, поступающие на вход счетчика 9 импульсов с выхода формирователя 6. С выхода счетчика 9 импульсов, сигнал грубого отсчета расхождения ШВ ведущих часов 2_i относительно первых центральных часов 1₁ или вторых центральных часов 1₂ передается на вход регистратора 11.

По команде из формирователя 21 в регистраторе 11 производится измерение расхождения между фазами принятого частотно-стабилизированного сигнала, поступающего на вход регистратора с выхода радиоприемника 10, и опорного частотно-стабилизированного сигнала, поступающего на вход регистратора с выхода формирователя 6 через фазовращатель 7. При этом в качестве счетных импульсов используются тактовые импульсы, поступающие на вход регистратора 11 с выхода формирователя 6.

Точный отсчет расхождения ШВ ведущих часов 2_i относительно первых центральных часов 1₁ или вторых центральных часов 1₂ суммируется с результатом грубого отсчета, поступающим на вход регистратора 11 с выхода счетчика 9. Полученный в результате суммирования этих отсчетов сигнал значения измеренного расхождения ШВ ведущих часов 2_i относительно первых центральных часов 1₁ или вторых центральных часов 1₂- - (t₁) c выхода регистратора 11 передается в блок 15.

Затем по команде из формирователя 21 с выхода блока 12 сигнал значения координат ведущих часов 2_i и первых центральных часов 11 или вторых центральных часов 1₂, введенных в блок предварительно, например, оператором с пульта управления, передается в блок 13. На основании этих значений в блоке 13 рассчитывается длина трассы распространения сигнала от ведущих часов 2_i до первых центральных часов 1₁ D или вторых центральных часов 1₂ D. В случае установки ведущих часов на ИСЗ длина трассы распространения сигнала определяется по формуле: D= (I) где Х_2i, Y_1i, Z_2i - координаты ведущих часов 2_i. X,Y, Z - координаты первых центральных часов 1₁ или вторых центральных часов 1₂. С выхода блока 13 сигнал значения расстояния Dпередается в блок 14. В блоке 14 полученное значение D путем деления на значение скорости распространения сигналов, хранимое в блоке в виде константы, преобразуется в значение времени распространения сигнала от ведущих часов 2_i до первых центральных часов 1₁ или вторых центральных часов 1₂: = D/C. С выхода блока 14 сигнал значения времени распространения передается в блок 15, где вычитается из значения измеренного расхождения ШВ ведущих часов 2_i до первых центральных часов 1₁ или вторых центральных часов 1₂ (t₁) поступающего с выхода регистратора 11, и определяется значение истинного расхождения шкал времени: ΔT(t₁) = (t₁) - По команде из формирователя 21 с первого выхода блока 15 сигнала значения истинного расхождения шкал времени ΔT поступает на вход сумматора 16, а с выхода - на вход регистратора 11, где регистрируется и передается в блок 20. По этой же команде из формирователя 21 в блоке 20 первых центральных часов 1₁ значения момента времени t₁ по сигналу текущего времени с выхода делителя 8 и истинного расхождения ШВ ведущих часов 2_i относительно первых центральных часов 1₁ΔT(t₁) по сигналу с выхода регистратора 11 фиксируются, а затем передаются по двусторонней линии связи на вторые центральные часы 1₂. На вторых центральных часах 1₂ сигналы значений момента времени t₁ и истинного расхождения шкал времени ΔТ(t₁), переданные с центральных часов 1₁, и значений момента времени t₁ по сигналу текущего времени с выхода делителя 8 и истинного расхождения ШВ ведущих часов 2_iотносительно вторых центральных часов 1₂ ΔТ(t₁) по сигналу с выхода регистратора 11 также фиксируются. Затем в соответствии с алгоритмом работы в блоке 20 определяется значение взаимного расхождения ШВ основных и резервных центральных часов в первом сеансе взаимной привязки: ΔТ(t₁)= ΔТ(t₁)-ΔТ(t₁) , которое также фиксируется. При этом в блоках 20 первых и вторых центральных часов 1₁ и 1₂ расчет параметров модели взаимного расхождения ШВ не производится и значения параметров принимаются равными нулю. На выходе блока 20 первых и вторых центральных часов 1₁ и 1₂ сохраняется нулевой сигнал, который поступает на вход сумматора 16. Поэтому сигнал истинного значения расхождения ШВ ведущих часов 2_i относительно первых центральных часов 1₁или вторых центральных часов 1₂ ΔТ(t₁), поступивший на вход сумматора с выхода блока 15, проходит непосредственно на выход сумматора и далее в коммутатор 17. Но так как последующая команда из формирователя 21 на коммутатор 17 не подается, то сигнал значения расхождения ШВ ведущих часов ΔТ(t₁) на выход коммутатора не передается.

В момент времени t₂-t₁+ Δt (см. фиг. 2, эпюра а) проводится второй сеанс синхронизации ШВ центральных часов 1₁ относительно эталона 4 и второй сеанс взаимной привязки ШВ 1₁ первых и вторых центральных часов 1₂. Значение интервала времени Δt определяется из условия Δt ≥ 2/ где - погрешность определения расхождения ШВ центральных часов относительно эталона времени и частоты с помощью транспортируемых часов; - нестабильность частоты формирователя опорного сигнала центральных часов.

При проведении второго сеанса синхронизации ШВ первых центральных часов 1₁ относительно эталона 4 с помощью транспортируемых часов 5 повторяются те же операции, что и при проведении первого сеанса синхронизации, и обеспечивается повторная синхронизация первых центральных часов 1₁ относительно эталона 4 в момент времени t₁ (см. фиг. 2, эпюра а). По команде из формирователя 21 в блоке 20 первых центральных часов 1₁ значения момента времени t₂ по сигналу текущего времени с выхода делителя 8 и расхождения ШВ первых центральных часов 11 относительно эталона 4 ΔT(t₂) по сигналу с выхода блока 18 фиксируются, а затем передаются по двусторонней линии связи на вторые центральные часы 1₂. В соответствии с алгоритмом работы в блоке 20 производится расчет параметров модели ухода ШВ основных центральных часов, которые фиксируются. При использовании, например, линейной модели ухода ШВ и учитывая, что непосредственно после проведения сеанса синхронизации расхождение ШВ центральных часов относительно эталона времени и частоты сводится к нулю, расчет параметров осуществляется по формулам: (t₂) = 0 (t₂) = (2) На вторых центральных часах 1₂ сигналы значений момента времени t₂и расхождения ШВ основных центральных часов 1₁ относительно эталона времени и частоты ΔT(t₂) в блоке 20 также фиксируются, а затем производится расчет и фиксируются параметры модели ухода ШВ основных центральных часов по выражениям (2).

Одновременно в момент времени t₂ проводится второй сеанс взаимной привязки ШВ первых центральных часов 1₁ и вторых центральных часов 1₂путем одновременного приема сигнала одних из ведущих часов, например 2_i. При этом повторяются те же операции, что и при проведении первого сеанса взаимной привязки. По команде формирователя 21 в блоке 20 центральных часов значения момента времени t₂ по сигналу текущего времени с выхода делителя 8 и истинного расхождения ШВ ведущих часов 2_i относительно первых центральных часов 1₁ ΔT(t₂) по сигналу с выхода регистратора 11 фиксируются, а затем передаются по двусторонней линии связи на вторые центральные часы 1₂. На вторых центральных часах 1₂ в блоке 20 сигналы значения момента времени t₂ и истинного расхождения шкал времени ΔT(t₂), переданные с первых центральных часов 1₁, и значения момента времени t₂ по сигналу текущего времени с выхода делителя 8 и истинного расхождения ШВ ведущих часов 2_i относительно вторых центральных часов ΔT(t₂) по сигналу с выхода регистратора 11 также фиксируются. Затем в соответствии с алгоритмом работы в блоке 20 определяется значение взаимного расхождения ШВ основных и резервных центральных часов во втором сеансе взаимной привязки ΔT(t₂) = ΔT(t₂) - ΔT(t₂), которое фиксируется, и рассчитываются параметры модели взаимного расхождения ШВ, которые также фиксируются. При использовании, например, линейной модели взаимного расхождения ШВ основных и резервных центральных часов расчет параметров осуществляется по выражениям
(t₂) = ΔT(t₂)
(t₂) = При этом на выходе блока 20 первых и вторых центральных часов 1₁ и 1₂по-прежнему сохраняется нулевой сигнал, который поступает на вход сумматора 16. Поэтому сигнал истинного расхождения ШВ ведущих часов 2_iотносительно первых центральных часов 1₁ или вторых центральных часов 1₂ΔT(t₂), поступающий на вход сумматора 16 с выхода блока 15, проходит непосредственно на выход сумматора и далее на вход коммутатора 17. Но так как последующая команда из формирователя 21 на коммутатор 17 не подается, то сигнал значения расхождения ШВ ведущих часов ΔT(t₂) на выходе коммутатора не передается.

После завершения второго сеанса синхронизации ШВ первых центральных часов 1₁ эталона 4 и второго сеанса взаимной привязки ШВ первых и вторых центральных часов 1₁ и 1₂ проводятся сеансы сличения ШВ каждых из n ведущих часов 2₁...2_n относительно первых центральных часов 1₁ и вторых центральных часов 1₂. Для этого на первых и вторых центральных часах 1₁и 1₂ последовательно во времени производится прием сигнала каждых из n ведущих часов 2₁...2_n.

Порядок работы с ведущими часами 2₁...2_n определяется предварительно на основе, например, данных о вхождении ИСЗ в зону радиовидимости с первых и вторых центральных часов и задается путем выдачи соответствующих команд из формирователя 21.

На первых центральных часах 1₁ по команде из формирователя 21, например, в момент времени t₃ (см. фиг. 2, эпюра а) радиоприемник 10 осуществляет прием сигнала ведущих часов например 2_i, включающего частотно-стабилизированный сигнал и импульсный сигнал времени. После этого повторяются те же операции, что и при проведении первого сеанса взаимной привязки ШВ центральных и дополнительных центральных часов и в блоке 15 определяется значение истинного расхождения ШВ ведущих часов 2_iотносительно первых центральных часов 1₁ ΔT(t₃). По команде из формирователя 21 с выхода блока 15 сигнал значения истинного расхождения шкал времени ΔT(t₃) поступает на вход сумматора 16, а с выхода - на вход регистратора 11, где фиксируется и передается в блок 20. По этой же команде в блоке 20 первых центральных часов 1₁ значения момента времени t₃ по сигналу текущего времени с выхода делителя 8 и истинного расхождения шкал времени ΔT(t₃) по сигналу с выхода регистратора 11 фиксируются. Затем в соответствии с алгоритмом работы в блоке 20 производится определение поправки на расхождение ШВ основных центральных часов относительно эталона времени и частоты на момент проведения сеанса сличения ШВ ведущих часов 2_i по выражению
(t₃) = (t₂)×(t₃-t₂) (4) С выхода блока 20 сигнал значения поправки (t₃) поступает на вход сумматора 16, на первом входе которого присутствует сигнал истинного расхождения ШВ ведущих часов 2_i, относительно первых центральных часов 1₁ ΔT (t₃) c выхода блока 15. В сумматоре 16 определяется значение расхождения ШВ ведущих часов 2_i относительно эталона 4 ΔT(t₃) = ΔT(t₃)+(t₃) (см. фиг. 2, эпюра а), сигнал которого передается на вход коммутатора 17 и вход регистратора 11, где фиксируется. По команде из формирователя 21 с выхода коммутатора 17 значение расхождения ΔT(t₃) в виде сигнала поправки ведущих часов передается по каналу связи на соответствующие ведущие часы 2_i.

На ведущих часах 2_i сигнал поправки ведущих часов ΔT(t₃) поступает на вход формирователя 27, где запоминается. При поступлении на другой вход формирователя 27 импульсного сигнала времени с выхода делителя 23 сигнал поправки ведущих часов T_2i-4(t3) с выхода формирователя выдается на вход радиопередатчика 25, на другие входы которого поступают также частотно-стабилизированный сигнал с выхода формирователя 24 и импульсный сигнал времени с выхода формирователя 26. С выхода радиопередатчика 25 выходной сигнал, несущий информацию о частотно-стабилизированном сигнале, импульсном сигнале времени и сигнале поправки ведущих часов, поступает в антенну и излучается. Тем самым обеспечивается передача информации о привязке ШВ ведущих часов 2_i относительно эталона 4.

Аналогично на дополнительных центральных часах 1₂ производится сеанс сличения ШВ ведущих часов, например 2_i, в момент времени t₄ (см. фг. 2, эпюра а). При этом в соответствии с алгоритмом работы в блоке 20 производится определение поправки на расхождение ШВ основных центральных часов относительно эталона времени и частоты по выражению
(t₄) = (t₂)×(t₄-t₂); (5) поправки на расхождение ШВ резервных центральных часов относительно основных центральных часов по выражению
(t₄) = (t₂)+(t₂)×(t₄-t₂) (6) и суммарной поправки на расхождение ШВ резервных центральных часов относительно эталона времени и частоты по выражению
(t₄) = (t₄)+(t₄) (7)
Так как при формировании сигнала поправки ведущих часов на вторых центральных часах 1₂ учитывается значение взаимного расхождения ШВ основных и резервных центральных часов, то нарушения привязки ведущих часов 2_i относительно эталона 4 времени и частоты при этом не происходит.

После завершения сеансов сличения ШВ всех ведущих часов 2₁... 2_nпроводятся сеансы синхронизации ШВ каждых из m удаленных часов 3₁... 3_mотносительно эталона 4. При неизвестных координатах пункта расположения удаленных часов сеанс синхронизации производится путем приема последовательно во времени сигналов не менее чем от четырех ведущих часов, например, 2₁...2₄, находящихся в зоне радиовидимости.

На каждых из m удаленных часах, например, 3_j, формирователь 28 формирует местный частотно-стабилизированный сигнал, который через фазовращатель 29 подается на вход делителя 30 и на вход регистратора 33. Делитель 30 формирует местный импульсный сигнал времени, который подается на первый вход счетчика 31.

По команде из формирователя 39 радиоприемник 32 настраивается сначала на частоту излучения ведущих часов 2₁ и осуществляет прием сигнала. С выхода радиоприемника 32 выделенный частотно-стабилизированный сигнал, несущий также информацию о поправке ведущих часов, поступает на входы регистратора 33 и дешифратора 34, а выделенный импульсный сигнал времени с выхода - на вход счетчика 31. По команде из формирователя 39 в счетчике 31 производится его установка в исходное состояние, а затем измерение расхождения между принятым импульсным сигналом времени и местным импульсным сигналом времени. С выхода счетчика 31 сигнал грубого отсчета расхождения ШВ ведущих часов 2₁ относительно удаленных часов 3_j передается на вход регистратора 33. По команде из формирователя 39 в регистраторе 33 производится измерение расхождения между фазами принятого частотно-стабилизированного сигнала. Точный отсчет расхождения ШВ ведущих часов 2₁ относительно удаленных часов 3_j суммируется с pезультатом грубого отсчета и получается значение измеренного расхождения шкал времени , которое регистрируется. Одновременно в регистраторе 33 регистрируется значение поправки ведущих часов 2₁ ΔT, выделенное в дешифраторе 34 из принятого радиоприемником 32 сигнала ведущих часов.

После этого значения измеренного расхождения ШВ ведущих часов 2₁относительно удаленных часов 3_j и поправки ведущих часов 2₁относительно эталона 4 ΔT вводятся, например, оператором с пульта управления в блок 35, в котором они суммируются и определяется значение измеренного расхождения удаленных часов 3_j относительно эталона 4 по ведущим часам 2₁ , которое передается в блок 36. Затем производится прием сигнала от других ведущих часов 2₂, 2₃, 2₄, при этом повторяются те же операции, что и при приеме сигнала ведущих часов 2₁ и в блоке 36 фиксируется набор значений: ,, , , каждое из которых включает значение истинного расхождения ШВ удаленных часов 3_jотносительно эталона 4 ΔТ_3j. По команде из формирователя 39 с выхода блока 36 сигнал набора значений ... передается в блок 37. Одновременно по команде из формирователя 39 с выхода блока 38 сигнал значений координат ведущих часов 2₁...2₄, введенных в блок предварительно, например, оператором с пульта управления, передается на вход блока 37. В блоке 27 на основании значений измеренных расхождений ШВ удаленных часов 3_j относительно эталона 4 по ведущим часам 2₁...2₄ и значений координат ведущих часов 2₁...2₄ определяется значение истинного расхождения ШВ удаленных часов 3_j относительно эталона 4 ΔТ_3j.

Для этого решается система уравнений вида: = X-X+ Y-Y+ Z-Z+ ΔT = X-X+ Y-Y+ Z-Z+ ΔT , = X-X+ Y-Y+ Z-Z+ ΔT, = X-X+ Y-Y+ Z-Z+ ΔT , где X, Y,Z,...X,Y,Z - координаты ведущих часов;
Z₁...Z₄;X,Y,Z - неизвестные координаты удаленных часов 3_j.

По команде из формирователя 39 с выхода блока 37 сигнал значения истинного расхождения удаленных часов ΔТ_3j поступает на вход регистратора 33, где фиксируется и затем передается на вход фазовращателя 29, осуществляя изменение фазы формируемого формирователем 28 частотно-стабилизированного сигнала. Этим обеспечивается синхронизация удаленных часов 3_j относительно эталона 4.

В процессе дальнейшей работы устройства сеансы сличения ШВ каждых из n ведущих часов 2₁...2_n относительно первых центральных часов 1₁ и вторых центральных часов 1₂ и сеансы синхронизации каждых из m удаленных часов 3₁... 3_m относительно эталона 4 периодически повторяются. Периодичность проведения сеансов определяется из условия обеспечения требуемой точности синхронизации ШВ часов на любой момент времени, точности сличения шкал времени в сеансах и точностных характеристик формирователей опорного сигнала в составе часов.

В случае выхода из строя вторых центральных часов 1₂, например, в момент времени t₅ (см. фиг. 2, эпюра б) последующие сеансы сличений ШВ ведущих часов 2₁...2_n производятся только относительно первых центральных часов 1₁. При этом на первых центральных часах 1₁ при проведении сеансов сличений ведущих часов, например, 2_i в момент времени t₆ (cм. фиг. 2, эпюра б) повторяются те же операции, что при проведении сеанса сличений ведущих часов 2_i в момент времени t₃. Тем самым работа устройства сохраняется и нарушения синхронизации ведущих и удаленных часов относительно эталона времени и частоты не происходит.

В случае выхода из строя первых центральных часов 1₁, например, в момент времени t₇ (см. фиг. 2, эпюра а) последующие сеансы сличений ШВ ведущих часов 2₁...2_n производятся только относительно вторых центральных часов 1₂. При этом на вторых центральных часах 1₂ при проведении сеанса сличений ведущих часов, например, 2_i в момент времени t₈ (см. фиг. 2, эпюра в) повторяются те же операции, что при проведении сеанса сличений ведущих часов 2_i в момент времени t₄. Тем самым работа устройства сохраняется и нарушения синхронизации ведущих и удаленных часов относительно эталона 4 не происходит.

Формула изобретения

УСТРОЙСТВО ДЛЯ СИНХРОНИЗАЦИИ ЧАСОВ ПО РАДИОКАНАЛУ, содержащее центральные часы n ведущих часов, m удаленных часов, эталон времени и частоты и транспортируемые часы, причем центральные часы и удаленные часы соединены с n ведущими часами, а эталон времени и частоты соединен с транспортируемыми часами, в состав каждых из n ведущих часов входят последовательно соединенные формирователь опорного сигнала, делитель частоты, формирователь частотно-стабилизированного сигнала и радиопередатчик, а также формирователь импульсного сигнала времени, вход и выход которого подключены соответственно к второму выходу делителя частоты и другому входу радиопередатчика, в состав которых из m удаленных часов входят последовательно соединенные формирователь опорного сигнала, фазовращатель, делитель частоты и счетчик импульсов, второй вход которого соединен с вторым выходом формирователя опорного сигнала, а также последовательно соединенные радиоприемник и регистратор временного параметра, второй, третий и четвертый входы которого подключены соответственно к третьему выходу формирователя и к выходу счетчика импульсов, к третьему входу которого подключен второй выход радиоприемника, отличающееся тем, что, с целью сохранения точности синхронизации ведущих и удаленных часов при нарушении работы центральных часов, введены первые и вторые центральные часы, соединенные с n ведущими часами и через транспортируемые часы с эталоном времени и частоты, при этом первые и вторые центральные часы содержат последовательно соединенные формирователь опорного сигнала, фазовращатель, делитель частоты и счетчик импульсов, второй вход которого соединен с вторым выходом формирователя опорного сигнала, последовательно соединенные радиоприемник и регистратор временного параметра, второй, третий и четвертый входы которого подключены соответственно к третьему выходу формирователя опорного сигнала, к второму выходу фазовращателя и выходу счетчика импульсов, к третьему входу которого подключен другой выход радиоприемника, а также блок прогнозирования, первый вход которого подключен к первому выходу регистратора временного параметра, а также коммутатор, последовательно соединенные блок ввода координат, блок определения расстояния, блок определения времени распространения сигнала, блок определения поправки шкалы времени и сумматор, а также формирователь команд управления и последовательно соединенные блок сравнения фаз и блок подстройки частоты, выход которого подключен к второму входу фазовращателя, второй выход которого подключен к первому входу блока сравнения фаз, второй вход которого является входом сигнала с транспортируемых часов, первый, второй, третий, четвертый, пятый, шестой и седьмой выходы формирователя команд управления соединены соответственно с входом радиоприемника, третьим входом счетчика импульсов, пятым входом регистратора временного параметра, первым входом блока ввода координат, первым входом коммутатора, соединенными между собой вторым входом блока определения поправки шкалы времени и вторым входом блока прогнозирования, третьим входом блока прогнозирования, четвертый и пятый входы которого подключены соответственно к выходу блока сравнения фаз, к второму выходу делителя частоты, шестой вход блока прогнозирования является входом ввода сигнала признака режима работы, выход блока прогнозирования подключен к второму входу сумматора, выход которого подключен к соединенным между собой второму выходу коммутатора и шестому входу регистратора временного параметра, седьмой вход которого и выход подключены соответственно к выходу и третьему входу блока определения поправки шкалы времени, причем вход блока ввода координат является входом ввода координат центральных часов, выходы коммутатора - выходами сигнала поправки шкалы времени ведущих часов, на ведущих часах введен формирователь сигнала поправки шкалы времени, включенный между вторым выходом делителя частоты и третьим входом радиопередатчика, другой вход формирователя сигнала поправки шкалы времени является входом сигнала поправки ведущих часов, на каждых удаленных часах введены дешифратор, последовательно соединенные блок ввода поправки, блок памяти и блок вычисления программности, а также последовательно соединенные формирователь команд управления и блок ввода координат, выход которого через блок вычисления погрешности подключен к пятому входу регистратора временного параметра, второй, третий, четвертый, пятый и шестой выходы формирователя команд управления подключены соответственно к входу радиоприемника, четвертому входу счетчика импульсов, шестому входу регистратора временного параметра, второму входу блока памяти и второму входу блока вычисления погрешности, первый, второй, третий входы и выход дешифратора подключены соответственно к первому выходу радиоприемника, второму выходу фазовращателя, третьему выходу формирователя опорного сигнала и седьмому входу регистратора временного параметра, выход которого подключен к второму входу фазовращателя, второй вход блока ввода координат является входом ввода координат ведущих часов, вход блока ввода поправки является входом ввода сигналов поправок ведущих часов относительно удаленных часов и эталона времени и частоты n ведущих часов соединены с первыми и вторыми центральными часами и блоки прогнозирования первых и вторых центральных часов соединены между собой двусторонней линией связи.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5