阅读说明：本技术 时间统一系统授时精度的测量方法、装置和系统 (Method, device and system for measuring time service precision of time unification system ) 是由 梁军 朱振宇 蔡保国 张渊 夏弋 林菡 景光波 孙振超 冉建华 李俊 易明超 于 2019-09-25 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种时间统一系统授时精度的测量方法、装置和系统,属于时间间隔测量领域。方法包括：接收基准信号和设备的输出信号；输出信号为设备基于时间统一系统提供的授时信号产生的秒脉冲信号,基准信号为GPS接收设备产生的秒脉冲信号；当第一信号从第一电平信号变为第二电平信号时,控制计数器开始计数；第一信号为输出信号和基准信号中的一个,第一电平信号和第二电平信号为高电平信号和低电平信号中两个不同的电平信号；当第二信号从第一电平信号变为第二电平信号时,控制计数器停止计数；第二信号为输出信号和基准信号中,除第一信号之外的一个；根据计数器计数的次数,确定输出信号与基准信号之间的时间间隔。本发明可提高准确性。(The invention discloses a method, a device and a system for measuring time service precision of a time unification system, and belongs to the field of time interval measurement. The method comprises the following steps: receiving a reference signal and an output signal of a device; the output signal is a pulse per second signal generated by the equipment based on a time service signal provided by a time unified system, and the reference signal is a pulse per second signal generated by GPS receiving equipment; when the first signal changes from the first level signal to the second level signal, controlling the counter to start counting; the first signal is one of the output signal and the reference signal, and the first level signal and the second level signal are two different level signals of a high level signal and a low level signal; when the second signal changes from the first level signal to the second level signal, controlling the counter to stop counting; the second signal is one of the output signal and the reference signal except the first signal; the time interval between the output signal and the reference signal is determined according to the number of times counted by the counter. The invention can improve the accuracy.)

时间统一系统授时精度的测量方法、装置和系统

技术领域

本发明涉及时间间隔测量领域，特别涉及一种时间统一系统授时精度的测量方法、装置和系统。

背景技术

时间统一系统(英文：Unified time system)通过无线信道对航天等领域的测控系统的各个设备进行授时，为各个设备提供统一的标准时间信号和标准频率信号。各个设备获取准时间后进行守时，并按照标准频率输出秒脉冲信号，为各自的测量、控制等数据处理过程提供时间基准，从而实现整个测控系统在时间和频率上的统一，满足航天等领域的测控系统的数据处理对时间信息的需求。

在航天领域，测控系统的设备种类多、数量大、分布广，时间统一系统的性能优劣直接影响测控系统的测量精度、各个测量设备获取或者记录的测量数据和测量事件是否具有使用价值、以及关键事件的控制时刻是否准确，如果没有统一的时间标准，根本无法完成任务。因此，通常在时间统一系统对各个设备授时之后，检验各个设备的时间和频率是否具有统一性。

现有的检验方法将时间统一系统输出的秒脉冲信号作为基准信号，采用数字示波器测量设备输出的秒脉冲信号相对于基准信号的偏差，得到时间统一系统的授时精度。

在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术至少存在以下问题：

时间统一系统和设备之间存在一定的距离，时间统一系统输出的秒脉冲信号和数字示波器测量设备输出的秒脉冲信号传输到数字示波器的时间存在差距，导致数字示波器测量得到的信号偏差存在问题，无法准确测量时间统一系统的授时精度。而且各个设备与时间统一系统之间的距离不同，各个设备输出的秒脉冲信号与时间统一系统输出的秒脉冲信号传输到数字示波器的时间差不同，影响对各个设备的时间和频率是否统一的判定结果。

发明内容

本发明实施例提供了一种时间统一系统授时精度的测量方法、装置和系统，能够解决现有技术时间统一系统授时精度测量不准的问题。所述技术方案如下：

一方面，本发明实施例提供了一种时间统一系统授时精度的测量方法，所述测量方法包括：

接收基准信号和设备的输出信号；所述输出信号为所述设备基于所述时间统一系统提供的授时信号产生的秒脉冲信号，所述基准信号为全球定位系统接收设备产生的秒脉冲信号；

当第一信号从第一电平信号变为第二电平信号时，控制计数器开始每隔1/M秒计数一次，M≥10⁶；所述第一信号为所述输出信号和所述基准信号中的一个，所述第一电平信号和所述第二电平信号为高电平信号和低电平信号中两个不同的电平信号；

当第二信号从第一电平信号变为第二电平信号时，控制所述计数器停止计数；所述第二信号为所述输出信号和所述基准信号中，除所述第一信号之外的一个；

根据所述计数器计数的次数，确定所述输出信号与所述基准信号之间的时间间隔。

可选地，所述测量方法还包括：

在所述接收基准信号和设备的输出信号之前，对所述计数器初始化。

进一步地，所述根据所述计数器计数的次数，确定所述输出信号与所述基准信号之间的时间间隔，包括：

采用如下公式计算所述输出信号与所述基准信号之间的时间间隔T₀：

T₀＝t×((N+C1)×n2+(n1+C2))；

其中，t＝1/M，N为所述计数器的最大计数值，n1为所述计数器的当前计数值，n2为所述计数器的溢出次数，C1为所述计数器溢出的反应时间，C2为所述计数器开始计数和停止计数的反应时间。

更进一步地，所述测量方法还包括：

在所述接收基准信号和设备的输出信号之前，接收脉冲宽度为w1的基准信号；

当所述脉冲宽度为w1的基准信号从第一电平信号变为第二电平信号时，控制所述计数器第一次开始每隔1/M秒计数一次；

当所述脉冲宽度为w1的基准信号从第二电平信号变为第一电平信号时，控制所述计数器第一次停止计数；

接收脉冲宽度为w2的基准信号；

当所述脉冲宽度为w2的基准信号从第一电平信号变为第二电平信号时，控制所述计数器第二次开始每隔1/M秒计数一次；

当所述脉冲宽度为w2的基准信号从第二电平信号变为第一电平信号时，控制所述计数器第二次停止计数；

根据所述计数器第一次计数的次数、所述计数器第二次计数的次数、所述基准信号的脉冲宽度w1和所述基准信号的脉冲宽度w2，确定所述计数器溢出的反应时间C1和所述计数器开始计数和停止计数的反应时间C2。

进一步地，所述测量方法还包括：

在所述第一信号从第一电平信号变为第二电平信号之后，当所述计数器溢出的次数达到设定次数，且所述第二信号未从第一电平信号变为第二电平信号时，对所述计数器初始化。

可选地，所述测量方法还包括：

当所述输出信号的脉冲起点为从第二电平信号变为第一电平信号时，对所述输出信号进行反相；

当所述基准信号的脉冲起点为从第二电平信号变为第一电平信号时，对所述基准信号进行反相。

可选地，所述测量方法还包括：

根据所述时间统一系统提供授时信号的各个设备的输出信号与所述基准信号之间的时间间隔，确定所述时间统一系统的授时精度。

另一方面，本发明实施例提供了一种时间统一系统授时精度的测量装置，所述测量装置包括：

接收模块，用于接收基准信号和设备的输出信号；所述输出信号为所述设备基于所述时间统一系统提供的授时信号产生的秒脉冲信号，所述基准信号为全球定位系统接收设备产生的秒脉冲信号；

开始模块，用于当第一信号从第一电平信号变为第二电平信号时，控制计数器开始每隔1/M秒计数一次，M≥10⁶；所述第一信号为所述输出信号和所述基准信号中的一个，所述第一电平信号和所述第二电平信号为高电平信号和低电平信号中两个不同的电平信号；

停止模块，用于当第二信号从第一电平信号变为第二电平信号时，控制所述计数器停止计数；所述第二信号为所述输出信号和所述基准信号中，除所述第一信号之外的一个；

确定模块，用于根据所述计数器计数的次数，确定所述输出信号与所述基准信号之间的时间间隔。

又一方面，本发明实施例提供了一种时间统一系统授时精度的测量系统，所述测量系统包括：

全球定位系统接收模块，用于产生秒脉冲信号作为基准信号；

晶振，用于为处理器提供时间基准；

处理器，用于接收所述全球定位系统模块输入的基准信号和设备的输出信号，所述输出信号为所述设备基于所述时间统一系统提供的授时信号产生的秒脉冲信号；当第一信号从第一电平信号变为第二电平信号时，控制计数器开始每隔1/M秒计数一次，M≥10⁶；所述第一信号为所述输出信号和所述基准信号中的一个，所述第一电平信号和所述第二电平信号为高电平信号和低电平信号中两个不同的电平信号；当第二信号从第一电平信号变为第二电平信号时，控制所述计数器停止计数；所述第二信号为所述输出信号和所述基准信号中，除所述第一信号之外的一个；根据所述计数器计数的次数，确定所述输出信号与所述基准信号之间的时间间隔。

可选地，所述测量系统还包括：

电池，用于为所述全球定位系统模块、所述晶振和所述处理器供电。

本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：

通过采用全球定位系统接收设备产生的秒脉冲信号作为基准信号，全球定位系统接收设备产生的秒脉冲信号与全球定位系统时间同步，不会由于传输距离的存在而导致延时，也不存在由于传输距离不同而产生的差异，时间统一系统授时的各个设备的输出信号与同样的基准信号进行比较，保证授时精度测量的准确性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的一种时间统一系统授时精度的测量方法的应用场景图；

图2是本发明实施例提供的一种时间统一系统授时精度的测量方法的流程图；

图3是本发明实施例提供的秒脉冲信号的示意图；

图4是本发明实施例提供的另一种时间统一系统授时精度的测量方法的流程图；

图5是本发明实施例提供的又一种时间统一系统授时精度的测量方法的流程图；

图6是本发明实施例提供的一种时间统一系统授时精度的测量装置的结构示意图；

图7是本发明实施例提供的一种时间统一系统授时精度的测量系统的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。

下面先简单介绍一下本发明实施例提供的一种时间统一系统授时精度的测量方法的应用场景。图1为本发明实施例提供的一种时间统一系统授时精度的测量方法的应用场景图。参见图1，飞行器100在空中飞行的过程中，测控系统的各个设备对飞行器100进行测量和控制。例如，测控系统中的第一测量设备210、第二测量设备220和第三测量设备230用于测量飞行器100的位置、速度、加速度和飞行姿态，测控系统中的控制设备240用于控制飞行器100的飞行状态。如图1所示，测控系统的各个设备分别设置在地面上的不同区域上，时间统一系统300对测控系统的各个设备进行统一授时，分别为第一测量设备210、第二测量设备220、第三测量设备230和控制设备240提供统一的标准时间信号和标准频率信号，整个测控系统在时间和频率上是一致的，满足数据处理要求。

本发明实施例提供了一种时间统一系统授时精度的测量方法。图2为本发明实施例提供的一种时间统一系统授时精度的测量方法的流程图。参见图2，该测量方法包括：

步骤101：接收基准信号和设备的输出信号。

在本实施例中，输出信号为设备基于时间统一系统提供的授时信号产生的秒脉冲(英文：Pulse Per Second，简称：PPS)信号。设备接收时间统一系统提供的标准时间信号和标准频率信号，在标准时间信号的基础上，以标准频率信号为基准，输出秒脉冲信号。设备输出的秒脉冲信号用于授时精度检测和为系统其它设备或模块提供校时信号。

基准信号为全球定位系统(英文：Global Positioning System，简称：GPS)接收设备产生的秒脉冲信号。GPS接收设备产生的秒脉冲信号与GPS时间完全同步。而且时间统一系统提供的标准时间信号和标准频率信号一般来源于GPS中的时间信号，而且通常采用GPS中的时间信号进行校正。因此，GPS接收设备产生的秒脉冲与时间统一系统提供的基准秒脉冲的精度偏差达到微秒级甚至纳秒级，因此GPS接收设备产生的是高精度的秒脉冲信号，可以替代时间统一系统提供的基准秒脉冲信号，测量时间统一系统的授时精度。另外，GPS接收设备的体积小、重量轻、供电方便、便于集成。

图3为本发明实施例提供的秒脉冲信号的示意图。参见图3，秒脉冲信号是每隔一秒出现一个脉冲的信号。通常在一秒信号中，起点A为电平按照特定方式变化的时刻，即脉冲的开始时刻；终点B为电平再次按照特定方式变化的时刻，即下一秒信号的起点；脉冲宽度W为一秒信号中按照特定方式所变的电平信号的持续时长。

以图3为例，在一秒信号中，起点可以为信号从低电平信号变为高电平信号的时刻，即脉冲上升沿；终点为信号再次从低电平信号变为高电平信号的时刻；脉冲宽度为一秒信号中高电平信号的持续时长。

在实际应用中，在一秒信号中，起点也可以为信号从高电平信号变为低电平信号的时刻，即脉冲下降沿；终点为信号再次从高电平信号变为低电平信号的时刻；脉冲宽度为一秒信号中低电平信号的持续时长。

步骤102：当第一信号从第一电平信号变为第二电平信号时，控制计数器开始每隔1/M秒计数一次，M≥10⁶。

在本实施例中，第一信号为输出信号和基准信号中的一个。当输出信号先从第一电平信号变为第二电平信号时，第一信号为输出信号；当基准信号先从第一电平信号变为第二电平信号时，第一信号为基准信号。

另外，当输出信号和基准信号同时从第一电平信号变为第二电平信号时，则不进行动作。

第一电平信号和第二电平信号为高电平信号和低电平信号中两个不同的电平信号。当第一电平信号为高电平信号时，第二电平信号为低电平信号；当第一电平信号为低电平信号时，第二电平信号为高电平信号。

在实际应用中，处理器的中断响应方式采用边沿触发，如从第一电平信号变为第二电平信号，这样当处理器的中断响应端接收的信号从第一电平信号变为第二电平信号时，处理器可以产生中断响应，控制计数器动作。例如，可以将基准信号接入处理器的一个中断响应端，如INT0；设备的输出信号接入处理器的另一个中断响应端，如INT1。当INT0接收的基准信号或者INT1接收的输出信号先从第一电平信号变为第二电平信号时，控制计数器开始计数。

如上所述，一秒信号的起点可以为脉冲上升沿，也可以为脉冲下降沿，同时边沿触发的方式可以为上升沿触发，也可以为下降沿触发，因此当一秒信号的起点与边沿触发的方式不一致时，需要对信号进行调整，以在一秒信号的起点处触发处理器中断。相应地，该测量方法还可以包括：

当输出信号的脉冲起点为从第二电平信号变为第一电平信号时，对输出信号进行反相；

当基准信号的脉冲起点为从第二电平信号变为第一电平信号时，对基准信号进行反相。

例如，处理器的中断触发方式为上升沿触发，即第一电平信号为低电平信号，第二电平信号为高电平信号。如果输出信号的脉冲起点为从高电平信号变为低电平信号，则对输出信号进行反相，反相信号的脉冲起点为从低电平信号变为高电平信号，正好可以触发处理器中断；如果基准信号的脉冲起点为从高电平信号变为低电平信号，则对基准信号进行反相，反相信号的脉冲起点为从低电平信号变为高电平信号，正好可以触发处理器中断。

又如，处理器的中断触发方式为下降沿触发，即第一电平信号为高电平信号，第二电平信号为低电平信号。如果输出信号的脉冲起点为从低电平信号变为高电平信号，则对输出信号进行反相，反相信号的脉冲起点为从高电平信号变为低电平信号，正好可以触发处理器中断；如果基准信号的脉冲起点为从低电平信号变为高电平信号，则对基准信号进行反相，反相信号的脉冲起点为从高电平信号变为低电平信号，正好可以触发处理器中断。

在实际应用中，反相可以采用反相器实现。

相应地，处理器的中断触发方式为上升沿触发，即第一电平信号为低电平信号，第二电平信号为高电平信号。如果输出信号的脉冲起点为从低电平信号变为高电平信号，则不对输出信号反相，正好可以触发处理器中断；如果基准信号的脉冲起点为从低电平信号变为高电平信号，则不对基准信号反相，正好可以触发处理器中断。

处理器的中断触发方式为下降沿触发，即第一电平信号为高电平信号，第二电平信号为低电平信号。如果输出信号的脉冲起点为从高电平信号变为低电平信号，则不对输出信号反相，正好可以触发处理器中断；如果基准信号的脉冲起点为从高电平信号变为低电平信号，则不对基准信号反相，正好可以触发处理器中断。

计数器设置在处理器内部，由设置在外部的晶振提供时钟信号，使计数器能够每隔1/M秒计数一次。例如，晶振产生24MHz的频率信号并输入到处理器中，处理器的每个机器周期包括12个时钟周期，由于处理器的指令执行时间以机器周期为单位，因此单个指令的执行时间t＝12/24MHz＝0.5μs，即处理器每次计数花费的时间t为0.5μs，理论上测量精度可达到0.5μs。

可选地，在步骤101之前，该测量方法还可以包括：

对计数器初始化。

计数器初始化，对计数器当前计数值和溢出次数清零，计数器停止计数之后，计数器的数值即为计数的数值，不需要考虑计数器的初始值，方便处理。

在实际应用中，也可以在步骤102之前对计数器初始化，即在开始计数之前对计数器初始化即可。而在步骤101之前对计数器初始化，再执行步骤101，将基准信号和设备的输出信号同时接入处理器，可以从基准信号和输出信号的初始时刻开始进行测量，尽可能避免误差的产生。

步骤103：当第二信号从第一电平信号变为第二电平信号时，控制计数器停止计数。

在本实施例中，第二信号为输出信号和基准信号中，除第一信号之外的一个。例如，当第一信号为输出信号时，第二信号为基准信号；当第一信号为基准信号时，第二信号为输出信号。

可选地，在步骤102之后，该测量方法还可以包括：

在第一信号从第一电平信号变为第二电平信号之后，当计数器溢出的次数达到设定次数，且第二信号未从第一电平信号变为第二电平信号时，对计数器初始化。

在计数器开始计数之后，如果第二信号未在设定时间内从第一电平信号变为第二电平信号，则可能是第一信号和第二信号的时间间隔刚好错开，此时对计数器初始化，重新进行测量，即执行步骤101，以便准确测量出第一信号和第二信号的时间间隔。

例如，第一信号滞后第二信号10ms，但是测量是从第二信号的脉冲起点出现之后5ms开始的，这样计数器在第一信号的脉冲起点出现时开始计数，在第二信号的脉冲起点再次出现时结束计数，得到第二信号滞后第一信号990ms，与通常采用的表示方式不同。如果对计数器溢出的次数进行限定，如20次，则在在第一信号的脉冲起点出现之后100ms，发现第二信号的脉冲起点未出现，即可重新开始测量，从而可以有效避免上述情况的发生，得到准确的测量结果。

步骤104：根据计数器计数的次数，确定输出信号与基准信号之间的时间间隔。

可选地，该步骤104可以包括：

采用如下公式计算输出信号与基准信号之间的时间间隔T₀：

T₀＝t×((N+C1)×n2+(n1+C2))；

其中，t＝1/M，N为计数器的最大计数值，n1为计数器的当前计数值，n2为计数器的溢出次数，C1为计数器溢出的反应时间，C2为计数器开始计数和停止计数的反应时间。

利用计数器的溢出次数，减小计数器的最大计数值，降低对计数器的计数要求。而且还考虑到计数器溢出的反应时间、以及计数器开始计数和停止计数的反应时间，有利于测量的准确性。

可选地，在步骤101之前，该测量方法还可以包括：

在接收基准信号和设备的输出信号之前，接收脉冲宽度为w1的基准信号；

当脉冲宽度为w1的基准信号从第一电平信号变为第二电平信号时，控制计数器第一次开始每隔1/M秒计数一次；

当脉冲宽度为w1的基准信号从第二电平信号变为第一电平信号时，控制计数器第一次停止计数；

接收脉冲宽度为w2的基准信号；

当脉冲宽度为w2的基准信号从第一电平信号变为第二电平信号时，控制计数器第二次开始每隔1/M秒计数一次；

当脉冲宽度为w2的基准信号从第二电平信号变为第一电平信号时，控制计数器第二次停止计数；

根据计数器第一次计数的次数、计数器第二次计数的次数、基准信号的脉冲宽度w1和基准信号的脉冲宽度w2，确定计数器溢出的反应时间C1和计数器开始计数和停止计数的反应时间C2。

通过改变基准信号的脉冲宽度进行多次测量，得到计数器溢出的反应时间、以及计数器开始计数和停止计数的反应时间。需要说明的是，上述反应时间测量一次即可，后续可以直接采用之前测量得到的结果代入公式进行计算。

在实际应用中，基准信号的脉冲宽度可以通过软件进行设置，设置范围可以为20ms～980ms。通常在通过软件设置之后，可以利用数字示波器进行测量确认，并以实际测量结果为准。

基准信号的脉冲设置之后，可以将基准信号和基准信号的反相信号同时输入处理器的两个中断响应端。例如，基准信号输入INT0，基准信号的反相信号输入INT1；或者，基准信号输入INT1，基准信号的反相信号输入INT0。当基准信号的脉冲起点出现时，基准信号的反相信号的脉冲起点同时出现，基准信号和基准信号的反相信号中的一个满足处理器中断的响应条件，控制计数器开始计数；当基准信号的脉冲终点出现时，基准信号的反相信号的脉冲终点同时出现，基准信号和基准信号的反相信号中的另一个满足处理器中断的响应条件，控制计数器结束计数。改变基准信号的脉冲宽度，再次进行上述过程。

例如，当基准信号的脉冲以上升沿为起点，下降沿为终点时，基准信号的反相信号的脉冲以下降沿为起点，上升沿为终点。若处理器的中断响应条件为上升沿触发，则当基准信号的脉冲和基准信号的反相信号的脉冲同时出现时，基准信号的脉冲起点控制计数器开始计数，基准信号的反相信号的脉冲终点控制计数器停止计数。若处理器的中断响应条件为下降沿触发，则当基准信号的脉冲和基准信号的反相信号的脉冲同时出现时，基准信号的反相信号的脉冲起点控制计数器开始计数，基准信号的脉冲终点控制计数器停止计数。

又如，当基准信号的脉冲以下降沿为起点，上升沿为终点时，基准信号的反相信号的脉冲以上升沿为起点，下降沿为终点。若处理器的中断响应条件为上升沿触发，则当基准信号的脉冲和基准信号的反相信号的脉冲同时出现时，基准信号的反相信号的脉冲起点控制计数器开始计数，基准信号的脉冲终点控制计数器停止计数。若处理器的中断响应条件为下降沿触发，则当基准信号的脉冲和基准信号的反相信号的脉冲同时出现时，基准信号的脉冲起点控制计数器开始计数，基准信号的反相信号的脉冲终点控制计数器停止计数。

可选地，该测量方法还可以包括：

根据时间统一系统提供授时信号的各个设备的输出信号与基准信号之间的时间间隔，确定时间统一系统的授时精度。

当时间统一系统提供授时信号的各个设备的输出信号与基准信号之间的时间间隔相同时，时间统一系统提供授时信号的各个设备的输出信号具有统一性，时间统一系统的授时精度达到最佳。

在实际应用中，可以采用时间统一系统提供授时信号的各个设备的输出信号与基准信号之间的时间间隔的最大值与最小值之差，评价时间统一系统的授时精度；也可以采用时间统一系统提供授时信号的各个设备的输出信号与基准信号之间的时间间隔的最大值与平均值之差、以及平均值与最小值之差中的较大差值，评价时间统一系统的授时精度。

另外，还可以根据第一信号和第二信号，确定输出信号超前还是滞后基准信号。

例如，当第一信号为输出信号，并且第二信号为基准信号时，输出信号超前基准信号；当第一信号为基准信号，并且第二信号为输出信号时，输出信号滞后基准信号。

又如，当第三信号为输出信号，并且第二信号为基准信号时，输出信号超前基准信号；当第三信号为基准信号，并且第二信号为输出信号时，输出信号滞后基准信号。

在实际应用中，测量结果可以显示屏直观显示。另外，整个装置可以采用电池供电，使用和携带都很方便。

本发明实施例通过采用全球定位系统接收设备产生的秒脉冲信号作为基准信号，全球定位系统接收设备产生的秒脉冲信号与全球定位系统时间同步，不会由于传输距离的存在而导致延时，也不存在由于传输距离不同而产生的差异，时间统一系统授时的各个设备的输出信号与同样的基准信号进行比较，保证授时精度测量的准确性。另外，将两个信号出现的电平变化作为中断，分别控制计数器开始计数和停止计数，进而根据计数器计数的次数得到两个信号之间的时间间隔，不需要携带数字示波器到达各个设备所在处进行测量，可以避免出现数字示波器需要额外配备电源的情况，解决用电困难的问题。而且整个过程由处理器自动控制，不需要人为调整，可以大大降低对操作人员的要求。

本发明实施例提供了另一种时间统一系统授时精度的测量方法，是图2提供的一种时间统一系统授时精度的测量方法的一种具体实现。图4为本发明实施例提供的一种时间统一系统授时精度的测量方法的流程图。参见图4，该测量方法包括：

步骤201：对计数器初始化。

步骤202：接收基准信号和设备的输出信号。

在本实施例中，步骤202可以与步骤101相同，在此不再详述。

步骤203：当基准信号从第一电平信号变为第二电平信号时，控制计数器开始每隔1/M秒计数一次，M≥10⁶。当计数器溢出的次数未达到设定次数，且输出信号从第一电平信号变为第二电平信号时，执行步骤204；当计数器溢出的次数达到设定次数，且输出信号未从第一电平信号变为第二电平信号时，执行步骤201。

在本实施例中，步骤203可以与步骤102相同，在此不再详述。

步骤204：控制计数器停止计数。

在本实施例中，步骤204可以与步骤103相同，在此不再详述。

步骤205：根据计数器计数的次数，确定输出信号与基准信号之间的时间间隔。

在本实施例中，步骤205可以与步骤104相同，在此不再详述。

在实际应用中，在依次执行步骤201～步骤205之后，可以再次执行步骤201～步骤205，如此每秒循环一次，实时得到授时精度的测量结果。

本发明实施例提供了又一种时间统一系统授时精度的测量方法，是图2提供的一种时间统一系统授时精度的测量方法的另一种具体实现。图5为本发明实施例提供的一种时间统一系统授时精度的测量方法的流程图。参见图5，该测量方法包括：

步骤301：对计数器初始化。

步骤302：接收基准信号和设备的输出信号。

在本实施例中，步骤302可以与步骤101相同，在此不再详述。

步骤303：当输出信号从第一电平信号变为第二电平信号时，控制计数器开始每隔1/M秒计数一次，M≥10⁶。当计数器溢出的次数未达到设定次数，且基准信号从第一电平信号变为第二电平信号时，执行步骤304；当计数器溢出的次数达到设定次数，且基准信号未从第一电平信号变为第二电平信号时，执行步骤301。

在本实施例中，步骤303可以与步骤102相同，在此不再详述。

步骤304：控制计数器停止计数。

在本实施例中，步骤304可以与步骤103相同，在此不再详述。

步骤305：根据计数器计数的次数，确定输出信号与基准信号之间的时间间隔。

在本实施例中，步骤305可以与步骤104相同，在此不再详述。

在实际应用中，在依次执行步骤301～步骤305之后，可以再次执行步骤301～步骤305，如此每秒循环一次，实时得到授时精度的测量结果。

本发明实施例提供了一种时间统一系统授时精度的测量装置，适用于实现图2、图4和图5中的至少一个所示的时间统一系统授时精度的测量方法。图6为本发明实施例提供的一种时间统一系统授时精度的测量装置的结构示意图。

参见图6，该测量装置包括：

接收模块501，用于接收基准信号和设备的输出信号；输出信号为设备基于时间统一系统提供的授时信号产生的秒脉冲信号，基准信号为全球定位系统接收设备产生的秒脉冲信号；

开始模块502，用于当第一信号从第一电平信号变为第二电平信号时，控制计数器开始每隔1/M秒计数一次，M≥10⁶；第一信号为输出信号和基准信号中的一个，第一电平信号和第二电平信号为高电平信号和低电平信号中两个不同的电平信号；

停止模块503，用于当第二信号从第一电平信号变为第二电平信号时，控制计数器停止计数；第二信号为输出信号和基准信号中，除第一信号之外的一个；

确定模块504，用于根据计数器计数的次数，确定输出信号与基准信号之间的时间间隔。

可选地，该测量装置还可以包括：

初始化模块505，用于在接收基准信号和设备的输出信号之前，对计数器初始化。

进一步地，确定模块504可以用于，采用如下公式计算输出信号与基准信号之间的时间间隔T₀：

T₀＝t×((N+C1)×n2+(n1+C2))；

其中，t＝1/M，N为计数器的最大计数值，n1为计数器的当前计数值，n2为计数器的溢出次数，C1为计数器溢出的反应时间，C2为计数器开始计数和停止计数的反应时间。

可选地，接收模块501还可以用于，在接收基准信号和设备的输出信号之前，接收脉冲宽度为w1的基准信号；

开始模块502还可以用于，当脉冲宽度为w1的基准信号从第一电平信号变为第二电平信号时，控制计数器第一次开始每隔1/M秒计数一次；

停止模块503还可以用于，当脉冲宽度为w1的基准信号从第二电平信号变为第一电平信号时，控制计数器第一次停止计数；

接收模块501还可以用于，接收脉冲宽度为w2的基准信号；

开始模块502还可以用于，当脉冲宽度为w2的基准信号从第一电平信号变为第二电平信号时，控制计数器第二次开始每隔1/M秒计数一次；

停止模块503还可以用于，当脉冲宽度为w2的基准信号从第二电平信号变为第一电平信号时，控制计数器第二次停止计数；

确定模块504还可以用于，根据计数器第一次计数的次数、计数器第二次计数的次数、基准信号的脉冲宽度w1和基准信号的脉冲宽度w2，确定计数器溢出的反应时间C1和计数器开始计数和停止计数的反应时间C2。

进一步地，初始化模块505还可以用于，在第一信号从第一电平信号变为第二电平信号之后，当计数器溢出的次数达到设定次数，且第二信号未从第一电平信号变为第二电平信号时，对计数器初始化。

可选地，该测量装置还可以包括：

反相模块，用于当输出信号的脉冲起点为从第二电平信号变为第一电平信号时，对输出信号进行反相；当基准信号的脉冲起点为从第二电平信号变为第一电平信号时，对基准信号进行反相。

可选地，确定模块504还可以用于，根据时间统一系统提供授时信号的各个设备的输出信号与基准信号之间的时间间隔，确定时间统一系统的授时精度。

本发明实施例提供了一种时间统一系统授时精度的测量系统，适用于硬件实现图2、图4或者图5所示的时间统一系统授时精度的测量方法。图7为本发明实施例提供的一种时间统一系统授时精度的测量系统的结构示意图。参见图7，该测量系统包括：

GPS接收模块601，用于产生秒脉冲信号作为基准信号；

晶振602，用于为处理器提供时间基准；

处理器603，用于接收全球定位系统模块输入的基准信号和设备的输出信号，输出信号为设备基于时间统一系统提供的授时信号产生的秒脉冲信号；当第一信号从第一电平信号变为第二电平信号时，控制计数器开始每隔1/M秒计数一次，M≥10⁶；第一信号为输出信号和基准信号中的一个，第一电平信号和第二电平信号为高电平信号和低电平信号中两个不同的电平信号；当第二信号从第一电平信号变为第二电平信号时，控制计数器停止计数；第二信号为输出信号和基准信号中，除第一信号之外的一个；根据计数器计数的次数，确定输出信号与基准信号之间的时间间隔。

可选地，该测量系统还可以包括：

电池604，用于为全球定位系统模块、晶振和处理器供电。

可选地，该测量系统还可以包括：

反相器，用于当输出信号的脉冲起点为从第二电平信号变为第一电平信号时，对输出信号进行反相；当基准信号的脉冲起点为从第二电平信号变为第一电平信号时，对基准信号进行反相。

可选地，该测量系统还可以包括：

显示屏605，用于输出输出信号与基准信号之间的时间间隔。

在实际应用中，基准信号输入处理器603的INT0端口，即GPS接收模块601与处理器603的INT0端口连接；设备200的输出信号输入处理器603的INT1端口，即设备200与处理器603的INT1端口连接；反相器可以串联在GPS接收模块601与处理器603的INT0端口之间，也可以串联在设备200与处理器603的INT1端口之间。晶振602与处理器603的时钟端口连接，显示屏605与处理器603的输出端口连接，电池604分别与处理器603的电源端口、GPS接收模块601、显示屏605连接。

需要说明的是：上述实施例提供的时间统一系统授时精度的测量装置在测量时间统一系统授时精度时，仅以上述各功能模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能模块完成，即将装置的内部结构划分成不同的功能模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。另外，上述实施例提供的时间统一系统授时精度的测量装置与时间统一系统授时精度的测量方法实施例属于同一构思，其具体实现过程详见方法实施例，这里不再赘述。

上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分步骤可以通过硬件来完成，也可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。