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龙图腾网获悉深圳市越度科技有限公司申请的专利一种时间基准矫系统以及时钟建立和维护方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN119449220B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2026-02-27发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202411809536.8，技术领域涉及：H04J3/06；该发明授权一种时间基准矫系统以及时钟建立和维护方法是由杨磊;黄映峰设计研发完成，并于2024-12-10向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种时间基准矫系统以及时钟建立和维护方法在说明书摘要公布了：本发明公开了一种时间基准矫系统，包括时钟初始化模块和虚拟时钟模块，所述时钟初始化模块与虚拟时钟模块连接；所述时钟初始化模块包括GPS设备、5G通讯模组、RTC时钟、计数器捕获通道、可信任度计算模块、优先级选择器和振荡器。还包括时间基准矫系统的时钟建立方法，本发明通过对系统的组成进行改进优化，基于嵌入式的系统方案，通过软硬件结合的方式构成了新的时间基准矫系统，结合了GPS和5G授时源，消除了单独GPS授时时由于环境愿意产生的授时抖动行为，没有累积误差和本地振动器没有抖动误差的优点，通过GPS授时源或者5G网络授时源校周期性的准本地振荡器，让本地时间与协调世界时保持同步。

本发明授权一种时间基准矫系统以及时钟建立和维护方法在权利要求书中公布了：1.一种时间基准矫系统，其特征在于：包括：系统外部硬件设备、网关硬件实体和控制芯片，所述系统外部硬件设备包括GPS设备1、一组传感器10，所述网关硬件实体包括5G通讯模组2、RTC时钟3和可信任数据处理模块，其中，所述可信任数据处理模块包括一组可信任度计算模块5、优先级选择器6和协调世界时间解析器7； 所述控制芯片上包括一组计数器捕获通道4、振荡器8和虚拟时钟模块，所述GPS设备1、5G通讯模组2、RTC时钟3分别与对应的计数器捕获通道4电信连接，各个计数器捕获通道4与对应可信任度计算模块5连接，且所述可信任度计算模块5一个输出端与优先级选择器6连接，所述GPS设备1、5G通讯模组2、RTC时钟3中另一个端口通过协调世界时间解析器7与UTC连接，所述可信任度计算模块5的另一个输出端口与协调世界时间解析器7连接，所述协调世界时间解析器7的输出端口与优先级选择器6连接； 所述优先级选择器6的输出端与虚拟时钟模块连接； 所述振荡器8的端口分别与GPS设备1和5G通讯模组2连接的计数器捕获通道4以及虚拟时钟模块连接； 所述虚拟时钟模块包括时间处理模块9，所述优先级选择器6的输出端与时间处理模块9的输入端连接，所述时间处理模块9输出端的CAN-MAC、RGMII、UART端子分别通过CAN-PHY、ETH-PHY和RS232-PHY与对应的外部传感器10连接，且所述时间处理模块9输出端的PWM与RS232-PHY同时与一个外部传感器10连接； 所述时间处理模块9包括时间寄存器91和亚秒定时器92，所述时间寄存器91采用年月日分秒寄存器，所述亚秒定时器92采用系统亚秒定时器； 所述计数器捕获通道4内设有边沿捕捉计算器 所述的时间基准矫系统的时钟建立维护方法，具体的方法步骤如下： 1：本地的RTC时钟3都会周期性发出1Hz的PPS脉冲与授时信息； 2：PPS脉冲被送到SOC中的计数器捕获通道4，计数器捕获通道4中的计数器内部以10MHz作为时钟源自动累加，一旦有PPS边沿触发捕获通道4，此时计数器的值会被捕获； 3：每个通道捕获两次边沿后将计数差值分别送到本通道的可信任度计算模块5； 4：可信任度计算模块5将计数器的差值与训练所得的经验值做标准差对比，根据统计理论，一个新的计数器差值与训练的值的偏差在±3σ之间时被认为是真实的有效的信号；可信任度计算模块5会放行该通道的计数器差值让其进入优先级选择器6； 5：优先级选择器6会根据精度优先级排序将最高精度的数据送入本地的时间维护系统，更新系统内部时间处理模块9的时钟； 6：系统内部将年月日时分秒用BCD码存储在本地的年月日时分寄存器中，每秒更新一次，而亚秒则由系统内部的32bit物理亚秒定时器92维护，秒位更新时将当前选择的信任通道计数器值与触发时的计数器值作差写入亚秒定时器以校准SOC本身的数据处理时间；亚秒定时器的源与捕捉通道的时钟源相同，都为10MHz，内部授时源的时间戳精度可达到100ns，至此内部的系统时钟已经建立； 所述时间基准矫系统的授时过程如下： 系统对外授时时，对应的接口驱动层直接访问本地的时间寄存器91与亚秒定时器92，同时将亚秒定时器92的值乘以一个偏差修正系数后再为外部设备提供授时时间戳； 所述时间基准矫系统开始时系统处于一个空白状态，需要提供一个经验数据作为整个算法的边界条件以便后续的迭代行为，系统上电后，首选执行一次时钟初始化流程然后进入时钟维护流程，具体的时钟： 初始话流程如下： 1：初始化三个通道定时器，设置定时器的时钟源为10MHz同源时钟，将定时器的模式设置为捕捉模式，同时设置三个定时器溢出中断，记录定时器的进位行为； 2：等待外设初始化成功，即要提供一个经验数据作为整个算法的边界条件以便后续的迭代行为，系统上电后，首选执行一次时钟初始化流程然后进入时钟维护流程； 3：三个通道开始捕捉GPS设备1、5G通讯模组2、RTC时钟3的PPS信号，每次PPS上升沿到来时记录一次计数器的值，然后计算两个触发边沿之间的计数器差值，根据公式1求出，并记录为： 公式1 其中，C表示计数器被PPS边沿两次触发之间的差值，x表示通道编号，b表示第几个脉冲； 记录11触发次后按照下面的公式2与公式3求出计数器的平均值与标准差， 公式2 公式3 x表示通道编号，并记录； 4：根据实际的硬件指标设置判决条件，GPS设备1正常授时PPS的秒脉冲抖动不应大于10us，对于5G设备2正常时PPS的秒脉冲抖动不应大于30us，因为计数器的时钟源为10MHz，理论等效的时钟周期为0.1us，求出通道0的标准差不应该大于100，通道1的不应该大于300；若标准差大于设定的值被认定为数据无效，丢弃第一个脉冲，迭代第11个脉冲间隔重新计算均值与标准差，直到超时发出； 可信任度计算模块5会标定该通道的数据不能信任，数据会被程序默认的经验值替代，即硬件规格的最差指标，否则对应通道的可信任度计算模块5将直接使用计算所得的与进行后续迭代；而通道2则根据通道间的PPS边沿误差计算公式4计算与通道1和通道0的触发计数器的偏差值，并将最后一次的偏差送到优先级选择器，x表示通道编号； 公式4； 5：优先级选择器6会根据TPM模块给出的信任指示选择优先级最高通道计数器的平均值与对应硬件接口的授时报文，整秒部分用BCD码的格式写入系统本地寄存器，而被选择的信任通道当前的计数值与触发时的计数器的值的作差得到，见公式9，∆将被写入系统的32bit亚秒定时器92，消除系统处理过程中产生的误差，维护亚秒定时器92的精度；另外根据修正公式5计算修正系数N，修正系数表示1s绝对时间的脉冲计数与本地时钟理论上的脉冲数的比值，系统时钟修正系数计算公式如下： 公式5 6：步骤六：将修正系数N传达到授时的驱动层，当驱动层向外部设备授时时，驱动层直接获取内部定时器的值后，自动乘以修正系数N得到真实的UTC时间，完成外部设备的时间同步； 7：覆写本地的RTC时钟，为了让本地RTC时钟3与目前信任度最高的时间源同步，写入时需要将步骤四的参数作为延时参数，迫使本地RTC时钟3的PPS时钟边沿与优先度最高的PPS边沿对齐，否则在可靠性选择器切换钟源时会产生亚秒位的时间抖动造成整个系统的授时精度下降； 8：覆写本地RTC时钟3后，启动本地PPS信号，完成一次系统时钟初始化流程； 所述时钟维护流程过程如下： 1：三个捕捉通道重新捕捉到新的脉冲沿，记录当前的计算器与上一轮计算器的差值； 2：通道0与通道1通过可信任度判决公式6做出信任判断通道，不满足的信任度的通道数据将被丢弃，同时给出不可信任指示，让后续的优先级选择器屏蔽不信任通道的数据，而通道2属于本地振荡器，不受外部环境影响，无需做信任度判断，始终处于优先级最低状态，每次触发后都需要根据公式4分别计算通道2与通道1和通道0的，用于后续步骤的PPS边沿对齐校准； 公式6 3：当满足信任条件后根据移动窗口平均值迭代公式7，移动窗口标准差迭代公式8重新迭代本通道的平均值与标准差；公式7和公式8具体如下： 公式7 公式8； 4：优先级选择器会根据可信任度计算模块5给出的信任指示选择优先级最高通道计数器的平均值与对应硬件接口的授时报文，整秒部分用BCD码的格式写入系统本地寄存器，而被选择的信任通道当前的计数值与触发时的计数器的值的作差得到，见系统处理数据产生的误差的公式9，将被写入系统的32bit亚秒定时器，消除系统处理过程中产生的误差，维护亚秒定时器的精度；根据修正公式5计算修正系数，修正系数表示1s绝对时间的脉冲计数与本地时钟理论上的脉冲数的比值；所述系统处理数据产生的误差的公式9如下： 公式9； 其中表示触发时该通道的计数器值，处理完通道数据域报文后的该通道计数器的值； 5：将修正系数传达到授时的驱动层，当向外部设备授时时，驱动层直接获取内部定时器的值后，自动乘以修正系数得到真实的UTC时间，完成外部设备的时间同步； 6：覆写本地的RTC时钟，为了让本地RTC时钟与目前信任度最高的时间源同步，写入时需要将步骤二的参数作为延时参数，迫使本地RTC的PPS时钟边沿与优先度最高的PPS边沿对齐，否则在可靠性选择器切换钟源时会产生亚秒位的时间抖动造成整个系统的授时精度下降； 7：覆写本地RTC时钟后，重启本地PPS信号，完成一次系统时间维护流程。

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