基于FPGA的双卫星自恢复冗余授时系统的研究

王 鹏， 陈 婷， 黄 冰

（南京工业大学 电子与信息工程学院，江苏 南京 210009）

0 引言

电力系统是一个实时性要求比较高的系统，在继电保护和测量中，时间的精度以及同一性十分重要。如在二次控制、保护设备中，需要利用一些参数以进行故障判断、系统稳定性分析计算等，而这些参数除了本身大小等属性之外，还都隐含着都属于同一时刻这一重要特征：抛弃掉同一时刻这个先决条件，所有的计算都会变得毫无意义。在实际中，如果各个参数本身各自使用一套计时系统，很难做到每个采集到的数据在时间上的统一。针对这一问题，同步技术的应用即成为电力系统设计中非常的重要的一个内容。

关于同步信号的来源，目前主要有各数值插值法和时钟同步法。由于数值插值法其算法复杂，精度低，会出现累积误差且会占用一定的硬件资源，影响系统的准确性以及稳定性，故目前大多数同步系统采用了另外一种时钟同步法，采用卫星授时作为时钟信号的来源，相比数值插值法而言，由于时钟信号是第三方提供的，所以准确度稳定性等方面具有很大的优势，并且使得不同的电力设施之间具有统一的时间系统，便于全局管理。

本文提出了一种高稳定性卫星授时系统的设计，针对单一卫星授时出现问题后可能导致系统崩溃这一致命缺点，利用GPS和北斗双卫星冗余授时，使授时过程中出现问题的概率大大降低，并具有自恢复等特殊优点。……