[发明专利]一种时间延迟不对称差值精准测量的方法

说明书

技术领域

本发明属于光通信传输网络领域，涉及一种光通信传输网络中时间延迟不对称差值精准测量的方法。 

背景技术

天网是指天空间的时间频率同步系统（简称天网）包括两大类：一类是GPS、GLONAIS、北斗和伽利略卫星导航系统。一般来说赤道上加几颗静上轨道加上高速运行的全球33颗就组成了天空卫星导航时间频率同步网。到2020年GPS三代授时精度≤1ns；定位精度≤0.2~0.5米； 

另一类是ACES（空间原子钟群）。ACES是2003年开始实施发射到国际空间站AIPHA上下一代星载原子钟群，是由美国、俄罗斯、日本、欧洲和加拿大联合实施的一项高频率稳定度和高准确度的铯原子钟或氢原子钟。在AIPHA站上建立高性能的空间定时实验室。ACES是一个重要的时间频率研究平台，如果地基原子钟与它进行比较，比对精度比GPS高两个数量级。ACES原子钟技术的发展对下一代的全球导航卫星系统（GNSS）的发展有好处。 

天网时间频率精度很高，在全球的任何地方任何时间任何接收天空时间频率网中卫星的接收机比较容易优于GPS的授时精度和频率稳定度和准确度（1级钟水平）。 

但同时天网也有很多缺点。其最大的缺点是不稳定性：一方面易受大气环境、太阳核磁脉冲等的干扰；另一方面人为干扰或人为关闭中断或战争的击毁损坏，加之必须有天线馈线系统从空中接收信息才能正常工作。 

地网：我国在上个世纪末就建成了八纵八横的地下光通信传输网络，现在已经是由三大电信经营公司和国防专用网、电力通信专用网等构成四通八达的地下通信网。因此我们将地下由光通信传输网络为承载体组建时间频率同步网称为地网。 

不依靠GPS北斗天空卫星导航系统来实现地下光通信传输系统传递和从站同步高精度时间源的核心，是对光传输通信网络的传输时延及其不对称差值的精准测量技术。 

当前用相关的高精度时间测量仪表对光通信传输系统时延可测到一定的精度和对不对称差值进行被动式的一次补尝。由于光通信传输网络方面的原因，实践证明光传输通信网络的传输时延及其不对称差值是个随机变化的数，也就是说必须定期进行测量和校正。 

在光通信传输网络中，应用双向时间码流对比技术给全网络的稳定可靠运行，预先检测整个网络的边际性能，发出边际性能告警，从而保障通信网络的低中断率。 

发明内容

本发明的目的是组建（≤±1ns、≤±10ns、≤±20ns）的全国特高精度、超高精度、高精度时间频率融合的一体化三级同步网络。通过该方法的推广，可以由地面（地下）光网络将2亿年差1秒的特高精度时间频率基准传递到世界上任何地方，为各类通信网络提供所需的特高精度时间基准。 

本发明的目的是通过以下技术方案加以解决的： 

一种时间延迟不对称差值精准测量的方法： 

1）在高精度时间频率BITS设备中建立光通信传输网络，主-站同步设备之间通过光通信传输网络传递时间基准信号，主站与从站时间同步采用双向比对方式； 

2）采用如下数学模型计算主-从同步设备的时间间隔偏差： 

在①式中，Es表示主从相对时间间隔偏差； 

E0表示主从初始时间间隔偏差； 

表示主从频率同步在应用鉴频鉴相过零检测锁相技术后的剩余时间漂移误差； 

ΔT_xy(t)表示不对称差值，即ΔT_xy(t)=|T_x(t)-T_y(t)|，其中T_x(t)表示由主站时钟同步设备发送的信号经过光通信传输网络至从站时钟同步设备信号之间的时间间隔值，T_y(t)表示从站时钟同步设备发送的信号经过光通信传输网络至主站时钟同步设备接收信号之间的时间间隔值； 

表示光网络在传递时间基准时引入的随机抖动噪声； 

①式中前三项由远距离遥控松耦合鉴频鉴相过零检测锁相技术完成，误差控制在±5X10^-14/天； 

3）采用三维时间坐标精准测量ΔT_xy(t)：在主站上，测量环回周期C值，环回周期C值为：C=T_xi(t)+T_yi(t)，i表示比特量，根据表1中不同的C值选取标称周期C_标值， 

表1