授时设备的工作原理
授时设备内置了一块恒温晶振或铷原子钟作为频率标准源。频率标准源可以提供稳定的时钟频率,但是该时钟频率受到物理参数极限的约束,每次上电后的准确度是有较大的随机偏差的,同时伴随着元器件老化现象,导致频率准确度出现漂移。若以此时钟频率作为时间累加的基准,会导致设备时间与国际UTC时间出现累积偏差。而GNSS卫星广播的国际UTC时间具有长期稳定性好,无偏移的特点。因此,本设备时频核心模块利用GNSS卫星时间对频率标准源进行驯服校正,不仅可以修正频率标准源的初始偏差,还可以通过特殊的机器学习算法对频率源的老化率特性进行自动学习补偿。
一旦外部卫星信号丢失,该模块即自动进入保持模式,利用内置的频率标准源继续驱动时钟运行,同时根据机器学习算法得到的老化特性对频率源进行补偿,尽量地减小频率源老化造成的时间误差。无论外部时间源是否有效,设备内的时间源均来自内置频率标准源所驱动的本地时钟,因此即便外部时间源发生了大幅度抖动、数据错误、时间跳跃等现象,都会被时频核心模块软件的校验比对功能识别出来并舍弃,不会影响到本地时钟的工作状态,保证了设备输出的时间的安全性、稳定性,抗干扰能力强。
需要注意的是,每次设备重新开机并接收到卫星信号后,都需要一段时间对频率标准源重新进行校正。为保证设备输出的时间安全可靠可信赖,在达到足够准确的校正结果之前,设备不对外提供时间。通常这一过程自卫星信号有效起将持续10~20分钟,卫星信号质量不佳的情况下这一时间可能会延长。
为了保证外部信号断开后设备保持时间的性能,每次重新开机或长时间无外部时间信号输入的情况下,重新接收卫星或其他时间源信号时,请保证设备显示锁定持续4小时以上,否则设备会因为数据不足而降低保持时间的准确性。