CN115060979B - 时间比对方法、装置及电子设备 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种时间比对方法、装置及电子设备，涉及时间频率与数据处理技术领域。该方法获取预设时间段内的第一脉冲数据和第二脉冲数据，两脉冲数据分别为通过不同位置的第一设备和第二设备采集目标天体的巨脉冲信号得到的数据，第一脉冲数据和第二脉冲数据均包括对应各自设备的本地时间序列信息；确定第一脉冲数据与第二脉冲数据的特征匹配度；在特征匹配度达到预设阈值的情况下，根据第一脉冲数据和第二脉冲数据对应的时间序列信息，确定该两设备的时间比对数据以进行时间比对。天体发射的巨脉冲信号具备远超于普通脉冲信号强度，为远距离设备信号接收提供了较高信噪比，且脉冲数据经过特征匹配后，利于提高超远距离的时间比对精度。

Description

时间比对方法、装置及电子设备

技术领域

本申请涉及数据处理技术领域，尤其涉及一种时间比对方法、装置及电子设备。

背景技术

时间比对在日常生活中有着非常广泛的应用，而且高精度的时间比对在时间测量、卫星导航、通信雷达及航天测控等领域也有着重要的应用价值。目前，相关技术中大多可以通过米波雷达、电视机(television，TV)、罗兰远程导航***(long rangenavigation，LORAN-C)、卫星双向比对等方式进行时间比对。但是上述时间比对方式的比对误差较大，难以满足远距离高精度时间比对场景下的比对需求。

发明内容

本申请实施例提供了一种时间比对方法、装置、电子设备、计算机存储介质及计算机程序产品，能够提高时间比对精度。

第一方面，本申请实施例提供一种时间比对方法，该方法包括：

获取预设时间段内的第一脉冲数据和第二脉冲数据，第一脉冲数据为通过第一设备采集目标天体的脉冲信号得到的数据，第二脉冲数据为通过第二设备采集目标天体的脉冲信号得到的数据，第一脉冲数据和第二脉冲数据均包括对应的时间序列信息；

确定第一脉冲数据与第二脉冲数据的特征匹配度；

在特征匹配度达到预设阈值的情况下，根据第一脉冲数据和第二脉冲数据对应的时间序列信息，确定第一设备与第二设备之间的时间比对数据。

根据本申请实施例，在预设时间段内，基于不同位置的第一设备和第二设备来采集同一目标天体的强脉冲信号，可以分别得到第一脉冲数据和第二脉冲数据。然后确定第一脉冲数据和第二脉冲数据的特征匹配度，若特征匹配度达到预设阈值，则可以确定第一设备和第二设备采集的脉冲信号为目标天体在同一时期发射的脉冲信号，以保证脉冲数据的正确比对。在设备的脉冲数据相匹配的情况下，可以根据第一脉冲数据和第二脉冲数据对应的时间序列信息，确定第一设备与第二设备的时间比对数据，从而利于精确解算出第一设备与第二设备所在位置之间的时间同步情况以及时间差，提高超远距离场景中的时间比对精度。

在一种可能的实现方式中，在获取预设时间段内的第一脉冲数据和第二脉冲数据之前，该方法还包括：

分别通过第一设备的接收终端和第二设备的接收终端，采集目标天体脉冲信号；

通过第一设备的本地时间频率源，为第一设备采集的目标天体脉冲信号标记时间序列信息，得到第一脉冲数据；

通过第二设备的本地时间频率源，为第二设备采集的目标天体脉冲信号标记时间序列信息，得到第二脉冲数据。

在一种可能的实现方式中，第一脉冲数据包括对应至少一段脉冲信号的第一波形特征数据，第二脉冲数据包括对应至少一段脉冲信号的第二波形特征数据；

确定第一脉冲数据与第二脉冲数据的特征匹配度，包括：

将第一波形特征数据和第二波形特征数据进行波形特征匹配，确定特征匹配度。

根据本申请实施例，设备采集的脉冲数据均包括对应至少一段脉冲信号的波形特征数据，这样通过对脉冲数据之间的波形形状特征匹配，可以快速、准确地确定不同设备所采集的脉冲数据之间特征匹配度，提高脉冲数据匹配效率。

在一种可能的实现方式中，第一脉冲数据还包括第一时间序列信息，第二脉冲数据包括第二时间序列信息；

在特征匹配度达到预设阈值的情况下，根据第一脉冲数据和第二脉冲数据对应的时间序列信息，确定第一设备与第二设备之间的时间比对数据，包括：

在特征匹配度达到预设阈值的情况下，将第一时间序列信息确定为第一脉冲数据对应的第一到达时间；

将第二时间序列信息，确定为第二脉冲数据对应的第二到达时间；

根据第一到达时间和第二到达时间的时间差值，确定第一设备与第二设备之间的时间比对数据，时间比对数据用于反映设备之间的时间同步状态。

根据本申请实施例，设备采集的脉冲数据中还均包括时间序列信息，该时间序列信息可以是设备采集脉冲数据时对该数据赋上的时间戳。这样，在确定不同设备所采集的脉冲数据匹配的情况下，可以将脉冲数据附带的时间序列信息作为该数据对应的脉冲信号从目标天体到达设备的到达时间。从而，根据脉冲数据对应到达时间之间的时间差，可以确定第一设备和第二设备之间的时间比对数据，如是否时间是否同步，以及若不同步时设备之间的时间差等，从而利于实现两地之间设备时间同步观测、调整等。

在一种可能的实现方式中，第一时间序列信息为第一时间戳信息；

将第一时间序列信息确定为第一脉冲数据对应的第一到达时间，包括：

根据第一波形特征数据，确定对应脉冲信号的第一波峰位置，第一波峰位置对应第一时间戳信息；

根据第一时间戳信息，确定第一到达时间。

在一种可能的实现方式中，第二时间序列信息为第二时间戳信息；

将第二时间序列信息确定为第一脉冲数据对应的第二到达时间，包括：

根据第二波形特征数据，确定对应脉冲信号的第二波峰位置，第二波峰位置对应第二时间戳；

根据第二时间戳信息，确定所述第二到达时间。

通过本实施例，将波形的波峰位置对应的时间戳作为脉冲信号的达到时间，使得狭窄的波形也能准确进行到达时间测量，从而利于提高时间比对精度。

在一种可能的实现方式中，目标天体脉冲信号的强度超过第一预设值。

本申请实施例，选取具有强烈巨脉冲信号辐射能力的脉冲星作为目标天体，利于降低对信号接收设备的灵敏度要求，并且可利用高信噪比的巨脉冲信号，可以实现设备间超远距离的时间比对。

在一种可能的实现方式中，第一设备与第二设备之间的距离超过第二预设值。

第二方面，本申请实施例提供了一种时间比对装置，该装置包括：

获取模块，用于获取预设时间段内的第一脉冲数据和第二脉冲数据，第一脉冲数据为通过第一设备采集目标天体脉冲信号得到的数据，第二脉冲数据为通过第二设备采集目标天体脉冲信号得到的数据，第一脉冲数据和第二脉冲数据均包括对应的时间序列信息；

处理模块，用于确定第一脉冲数据与第二脉冲数据的特征匹配度；

处理模块，还用于在特征匹配度达到预设阈值的情况下，根据第一脉冲数据和第二脉冲数据对应的时间序列信息，确定第一设备与第二设备之间的时间比对数据。

在一种可能的实施方式中，述第一脉冲数据包括对应至少一段脉冲信号的第一波形特征数据，第二脉冲数据包括对应至少一段脉冲信号的第二波形特征数据；

处理模块具体用于：将第一波形特征数据和第二波形特征数据进行波形特征匹配，确定特征匹配度。

在一种可能的实施方式中，第一脉冲数据还包括第一时间序列信息，第二脉冲数据包括第二时间序列信息；

处理模块具体还用于：

在特征匹配度达到预设阈值的情况下，将第一时间序列信息确定为第一脉冲数据对应的第一到达时间；

将第二时间序列信息，确定为第二脉冲数据对应的第二到达时间；

根据第一到达时间和第二到达时间的时间差值，确定第一设备与第二设备之间的时间比对数据，时间比对数据用于反映设备之间的时间同步状态。

第三方面，本申请提供一种电子设备，包括：至少一个存储器，用于存储程序；至少一个处理器，用于执行存储器存储的程序；其中，当存储器存储的程序被执行时，处理器用于执行第一方面或第一方面的任一种可能的实现方式所描述的方法。

第四方面，本申请提供一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质存储有计算机程序，当计算机程序在处理器上运行时，使得处理器执行第一方面或第一方面的任一种可能的实现方式所描述的方法。

第五方面，本申请提供一种计算机程序产品，其特征在于，当计算机程序产品在处理器上运行时，使得处理器执行第一方面或第一方面的任一种可能的实现方式所描述的方法。

第六方面，本申请提供一种芯片，其特征在于，包括至少一个处理器和接口；至少一个处理器通过接口获取程序指令或者数据；至少一个处理器用于执行程序行指令，以实现第一方面或第一方面的任一种可能的实现方式所描述的方法。

可以理解的是，上述第二方面至第六方面的有益效果可以参见上述第一方面中的相关描述，在此不再赘述。

附图说明

图1是本申请实施例提供的一种时间比对***的结构示意图；

图2是本申请实施例提供的一种***进行时间比对的场景示意图；

图3是本申请实施例提供的一种时间比对方法的流程示意图；

图4是本申请实施例中目标天体发射的脉冲信号的波形示意图；

图5是本申请实施例中不同波形特征数据的匹配示意图；

图6是本申请实施例中对脉冲信号进行色散消除的流程示意图；

图7是本申请实施例提供的一种时间比对装置的结构示意图；

图8是本申请实施例提供的一种芯片的结构示意图。

具体实施方式

本文中术语“和/或”，是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。本文中符号“/”表示关联对象是或者的关系，例如A/B表示A或者B。

本文中的说明书和权利要求书中的术语“第一”和“第二”等是用于区别不同的对象，而不是用于描述对象的特定顺序。例如，第一响应消息和第二响应消息等是用于区别不同的响应消息，而不是用于描述响应消息的特定顺序。

在本申请实施例中，“示例性的”或者“例如”等词用于表示作例子、例证或说明。本申请实施例中被描述为“示例性的”或者“例如”的任何实施例或设计方案不应被解释为比其它实施例或设计方案更优选或更具优势。确切而言，使用“示例性的”或者“例如”等词旨在以具体方式呈现相关概念。

在本申请实施例的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是指两个或者两个以上，例如，多个处理单元是指两个或者两个以上的处理单元等；多个元件是指两个或者两个以上的元件等。

相关技术中，对于时间比对精度要求较低的场景，可以通过米波雷达、电视机(television，TV)、罗兰远程导航***(long range navigation-C，LORAN-C)等方式实现时间比对，而对于精度要求较高的场景，可以采用时钟搬运技术、全球定位***(globalpositioning system，GPS)、或全球卫星导航***(GLObalnayaNAvigatsionnayaSputnikovaya Sistema，GLONASS)以及卫星双向时间比对(two-way satellite time transfer，TWSTT)技术和甚长基线干涉(very long baseline interferometry，VLBI)技术等方式。例如，上述时间比对技术能够实现的时间比对距离和误差可以参考以下表1所示。

表1

技术方式	距离(千米)	标准误差(纳秒)
			米波雷达	500～1500	500～1000
TV	50～200	100～500
			LORAN-C	1000～2000	500～1000
时钟搬运	1000～16000	10～50
			GPS或GLONASS	100～12000	1～10
VLBI	1000～12000	0.01～0.1
			TWSTT	100～8000	0.5

根据表1可知，采用米波雷达等雷达观测技术、以及TV和LORAN-C等技术进行时间比对的误差较大，且能够实现的时间比对距离也较小。虽然时钟搬运技术能够达到相对较高的精度，但时钟搬运技术费时费力，成本较高。而采用VLBI技术的终端设备体积巨大而笨重，难以携带和移动，通常在实际应用中也只是作为定点或者辅助比对技术，TWSTT技术又严重依赖于卫星位置、卫星信号强弱以及时钟精度，对比操作难度较高。因此，由于上述相关技术中的时间比对方式，在设备性能或解算能力上等的局限性，均无法应用于超远距离(大于5000千米)，特别是深空探测基站或飞行器之间的高精度时间比对需求。有些技术中虽然可以通过在地面设备与卫星之间通过卫星中继提高时间比对的距离，但对比精度衰减大，且费用高昂，可操作性较低。

为了能够解决上述相关技术中存在的至少一个技术问题，本申请实施例中提供了一种数时间比对方法、装置、电子设备、计算机存储介质及计算机程序产品。该方法主要通过位于不同位置的设备采集同一天体的巨脉冲信号，得到不同的脉冲数据进行匹配，并根据相匹配的脉冲数据对应的时间序列信息，确定对应设备之间的时间比对数据，从而提高设备之间的时间比对精度。

为了更好的理解本申请实施例提供的时间比对方法，下面首先对应用时间比对方法的时间比对***进行简要介绍。示例性的，图1示出了本申请实施例提供的一种时间比对***100。

如图1所示的***100中，包括至少两个终端设备(101，102)和至少一个巨脉冲(giantradiopulse，GRP)信号源103。其中，终端设备(101，102)可以是用户侧用于接收和/或发射信号的实体。终端设备也可以称为终端(terminal)、用户设备(user equipment，UE)、移动台(mobile station，MS)、移动终端(mobile terminal，MT)等。终端设备可以是手机(mobile phone)、穿戴式设备、平板电脑(Pad)、带无线收发功能的电脑、虚拟现实(virtual reality，VR)终端设备、增强现实(augmented reality，AR)终端设备、工业控制(industrial control)中的无线终端、无人驾驶(self-driving)中的无线终端、远程手术(remote medical surgery)中的无线终端、智能电网(smart grid)中的无线终端、运输安全(transportation safety)中的无线终端、智慧城市(smart city)中的无线终端、智慧家庭(smart home)中的无线终端、为支持增强型机器类型通信(enhanced Machine-Typecommunication，eMTC)和/或支持通用移动通信技术的长期演进(long term evolution，LTE)的终端设备，飞行设备(如深空探测设备，或飞行器)等等。本申请的实施例对终端设备所采用的具体技术和具体设备形态不做限定。

示例性的，终端设备(101，102)可以是具有计算、处理能力的装置、设备、平台、设备集群。并且，终端设备还可以具有计时和/或测量时频功能，例如通过终端设备中的本地时间频率源实现计时和测量时频功能。

本申请实施例中，时间比对***100中的GRP信号源103可以为具有巨脉冲信号发射能力的天体，如脉冲星(pulsar，PSR)。该GRP信号源103可以作为目标天体，其发射的GRP信号可以被至少两个终端设备(101，102)采集到。

一个具体示例中，太空空间具备GRP强信号的天体至少为4个，这些天体的基本参数信息如以下表2所示。

表2

表2中所示的天体，在1.4GHz和2.2GHz频段都有信号强烈的GRP信号，不同波段的次结构、结构略有不同。但脉冲星的GRP信号强度远超普通脉冲信号，因此本申请实施例提供的***中，对终端设备的信号接收灵敏度的要求可大幅度降低，使得小型终端(如手机、电脑)等都能够接收到该信号源发射的GRP信号，通过对信号的处理，实现与其他终端的时间比对。

并且，脉冲星相对密集的GRP信号也为超远距离实时(或每小时)的高精度时间比对提供了强大的信号源基础。如下表3所示的，为在一些示例中终端设备能够探测到的GRP天体的信号强度以及每小时探测到的事例数目。

表3

由表3可以看出，能够被终端设备所探测到的上述天体的流量强度至少大于10000央斯基(Jy)，且每小时事例数至少大于2个。因此，上述天体中均可以作为本实施例中的目标天体，充分满足深空探测活动的时间比对需求。

在本申请实施例中，时间对比***中的终端设备接收目标天体发射的GRP信号，终端设备之间通过对彼此接收的GRP信号进行数据处理，实现终端设备之间的时间比对，确定时间同步情况。其中，终端设备之间进行时间比对或时间同步，故而可以将进行时间比对的任意两个终端设备分别称为第一设备和第二设备，以进行区分。其中，任意第一设备和第二设备之间的距离大于或等于预设距离(即第二预设值)。可选的，在一些具体示例中，该第二预设值可以为5000～12000千米之间的值。需要说明的是，上述预设距离仅用于举例，不对本申请造成限制。

接下来对本申请实施例提供的一种时间比对方法进行阐述。图2示出的是本申请实施例提供的一种时间比对方法的流程示意图。该时间比对方法可以由上述第一设备和/或第二设备实现，或者可以由上述第一设备中的芯片和第二设备中的芯片实现。如图2所示，该时间比对方法包括步骤S201～步骤S203：

S201获取预设时间段内的第一脉冲数据和第二脉冲数据，第一脉冲数据为通过第一设备采集目标天体的脉冲信号得到的数据，第二脉冲数据为通过第二设备采集目标天体的脉冲信号得到的数据，第一脉冲数据和第二脉冲数据均包括对应的时间序列信息。

S202确定第一脉冲数据与第二脉冲数据的特征匹配度；

S203在特征匹配度达到预设阈值的情况下，根据第一脉冲数据和第二脉冲数据对应的时间序列信息，确定第一设备与第二设备之间的时间比对数据。

根据本申请实施例，在预设时间段内，基于不同位置的第一设备和第二设备来采集同一目标天体的脉冲信号，可以分别得到第一脉冲数据和第二脉冲数据。然后确定第一脉冲数据和第二脉冲数据的特征匹配度，若特征匹配度达到预设阈值，则可以确定第一设备和第二设备采集的脉冲信号为目标天体在同一时期发射的脉冲信号，以保证脉冲数据的正确比对。在设备的脉冲数据相匹配的情况下，可以根据第一脉冲数据和第二脉冲数据对应的时间序列信息，确定第一设备与第二设备的时间比对数据，从而利于精确解算出第一设备与第二设备所在位置之间的时间同步情况，提高超远距离场景中的时间对比和同步精度。

示例性的，第一设备可以位于第一位置，第二设备可以位于第二位置，第一位置和第二位置之间的距离可以在1000～12000km之间，但不限于此。

示例性的，目标天体为具有GRP信号发射能力的天体，如脉冲星，且该天体能够在预设时间段内被第一设备和第二设备探测到。在一些具体示例中，目标天体发射的脉冲信号为强度达到第一预设值的信号，第一预设值可以为100央斯基。

需说明的是，由于目标天体发送的巨型脉冲信号，因此，在太阳系方位内，同等情况下可以不因距离的增加而造成比对精度的下降。可以理解的是，虽然第一设备与第二设备之间的距离可以为超远距离(如达到5000km以上)，但第一设备接收到GRP信号的时间与第二设备接收到GRP信号的时间，可以为同一时间。例如参考图2所示，第一设备101处于地球R上的第一位置，第二设备102处于地球R上的第二位置，两个位置的设备(101，102)可以在相同时段接收到来自GRP信号源103的同一GRP。

在一些实施例中，在不同位置的第一设备和第二设备需要进行时间比对或时间同步时，可以使第一设备和第二设备在相同时间段采集目标天体发射的GRP信号，并分别生成第一脉冲数据和第二脉冲数据。示例性的，第一设备和第二设备采集的GRP信号可以为一段或多段。

故而，本实施例中，在步骤S201获取预设时间段内的第一脉冲数据和第二脉冲数据之前，该方法还可以包括：

分别通过第一设备和第二设备，采集所述目标天体脉冲信号；

通过所述第一设备的本地时间频率源，为第一设备采集的目标天体脉冲信号标记时间戳信息，得到所述第一脉冲数据；

通过所述第二设备的本地时间频率源，为第二设备采集的目标天体脉冲信号标记时间戳信息，得到所述第二脉冲数据。

示例性的，第一设备和第二设备均实时采集目标天体发射的GRP信号，并生成对应的第一脉冲数据和第二脉冲数据，关联对应的时间序列信息进行存储。例如，根据设备采集GRP信号的时间生成时间戳，该时间戳与根据GRP信号所生成的脉冲数据关联存储。

在一些实施例中，在通过步骤S201获取预设时间段内的第一脉冲数据和第二脉冲数据时，第一脉冲数据和第二脉冲数据可以是实时数据，也可以是预设的相同历史时间段内的数据。

示例性的，如果第一设备和第二设备进行实时地时间比对，则预设时间段为实时的时间。在执行步骤S201过程中，第一设备和第二设备同时实时采集目标天体的GRP信号，并生成对应的第一、第二脉冲数据。继而实时获取这些脉冲数据，以进行后续数据处理。

或者，示例性的，第一设备和第二设备也可以根据历史时间段内的脉冲数据进行时间比对。例如，第一设备中在某个历史时刻Th采集了目标天体发射的GRP信号，生成第一脉冲数据D1后，数据D1关联时刻Th存储在本地。第二设备也在历史时刻Th采集了目标天体发射的GRP信号，并生成第二脉冲数据D2后，数据D2关联时刻Th存储在设备本地。则在执行步骤S201时，可以从第一设备和第二设备中分别获取对应历史时刻Th的数据D1和D2，以进行后续的数据处理。

可以理解的是，执行步骤S201时，可以是第一设备从第二设备获取第二脉冲数据，第一设备基于自身生成的第一脉冲数据以及获取的第二脉冲数据，执行后续S202～S203进行数据处理。也可以是第二设备从第一设备获取第一脉冲数据，由第二设备基于自身生成的第二脉冲数据，以及获取的第一脉冲数据，执行后续S202～S203进行数据处理。

由于天体在同一时段发射的脉冲信号形成的波形相同，在一些实施例中，获取到第一脉冲数据和第二脉冲数据后，可以通过步骤S202对脉冲数据的进行特征匹配，以确定两脉冲数据是根据同一天体在同一时段发射的脉冲信号生成的，保证数据比对的正确性。示例性的，第一脉冲数据和第二脉冲数据中均可以包括对应脉冲信号的时间序列信息、波形形状、波形结构、工作波段以及脉冲强度等等，本申请实施例对此不做限制。故而，在步骤S202中，确定第一脉冲数据和第二脉冲数据的特征匹配度时，可以根据对应的脉冲波形形状或脉冲强度值等确定。

需要说明的是，目标天体作为GRP信号源，在不同时间点可以发射不同波形形状的GRP。例如：在某一小时内，该GRP信号源发射的第一个GRP可以为幅度很宽的GRP，发射的第二个GRP可以为幅度相对窄的GRP，此处仅为举例说明，不对本申请造成限制。

可选的，同一目标天体在不同的工作波段(如1.4GHz或2.2GHz)，所发送的GRP的波形也会不同。示例性的，以PSR 0531+21为例，针对该GRP天体发送的GRP，在接收频率为1.4GHz和接收频率为2.2GHz都有信号强烈的GRP信号。例如，如图4中(4a)所示的是该GRP天体在接收频率为1.4GHz的GRP波形图，图4中(4b)所示的为该GRP天体在接收频率为2.2GHz的GRP波形图。由图4可以看出，不同的工作波段的GRP的次结构以及强度略有不同。需要说明的是，图4仅为该天体在两个工作波段下的波形的示意图，实际接收的到波形图可以与此不同，不对本申请造成限制。

本实施例中，获取的脉冲数据根据脉冲信号生成，可选的，第一脉冲数据可以包括对应至少一段脉冲信号的第一波形特征数据，第二脉冲数据可以包括对应至少一段脉冲信号的第二波形特征数据。其中，波形特征数据可以是对应脉冲信号的波形图，也可以是能够反映脉冲信号波形变化趋势的、按照时序排列的信号强度值序列等。

本实施例中，步骤S201确定第一脉冲数据与第二脉冲数据的特征匹配度，具体可以包括：

将第一波形特征数据和第二波形特征数据进行波形特征匹配，确定特征匹配度。

本实施例中，特征匹配度即特征匹配程度。示例性的，进行波形特征匹配时，可以通过比对波形图的形状是否相同或相似，来确定脉冲数据之间的特征匹配度。例如，如图5中所示的是第一波形特征数据D1的波形图和第二波形特征数据D2的波形图，根据比对两波形图中波形形状的一致性或相似性，确定两波形特征数据对应的脉冲信号是否是目标天体在同一时段发射的。

示例性的，该特征匹配度可以按照波形图中波形形状相同或相似的区域划分。例如图5中所示的波形图之间有50％～100％的区域相同或相似时，特征匹配度为高度匹配，表示两波形特征数据对应的脉冲信号是目标天体在同一时段发射的，若相同或相似的区域低于50％，可以认为两波形特征数据不匹配。可以理解的是，本实施例中所说的波形形状“相似”，可以是两波形中同一时刻的幅值不相同，但幅值变化趋势相同。

在一些可选示例中，也可以通过相似度算法，计算波形图之间相似度，作为特征匹配度。这样在特征匹配度达到预设阈值的情况下，可以确定对应的两脉冲数据相匹配。

在一些可选示例中，也可以通过比对按照时序排列的信号强度值序列来确定特征匹配度。例如，同一时段内，第一波形特征数据和第二波形特征数据之间，各相同时刻的信号强度值相同或接近，则表示两波形特征数据的特征匹配度较高，数据相匹配，对应的脉冲信号是目标天体在同一时段发射的。

根据本申请实施例，设备采集的脉冲数据均包括对应至少一段脉冲信号的波形特征数据，这样通过对脉冲数据之间的波形形状特征匹配，可以快速、准确地确定不同设备所采集的脉冲数据之间特征匹配度，保证脉冲数据比对的正确性。

在一些实施例中，如果根据特征匹配度确定第一脉冲数据和第二脉冲数据相匹配，则可以通过步骤S203根据该两脉冲数据对应的时间序列信息进行比对，确定对应的第一设备和第二设备之间的时间比对数据，例如是否同步，以及若不同步，设备之间的时间差值等。

示例性的，第一脉冲数据对应第一时间序列信息，第二脉冲数据对应第二时间序列信息。步骤S203根据第一脉冲数据和第二脉冲数据对应的时间序列信息，确定第一设备与第二设备之间的时间比对数据，具体可以包括：

S2031在特征匹配度达到预设阈值的情况下，将第一时间序列信息确定为第一脉冲数据对应的第一到达时间；

S2032将第二时间序列信息，确定为第二脉冲数据对应的第二到达时间；

S2033根据第一到达时间和第二到达时间的时间差值，确定第一设备与第二设备之间的时间比对数据，时间比对数据用于反映设备之间的时间同步状态。

在本示例中，终端设备生成的脉冲数据中还均包括时间序列信息，该时间序列信息可以是设备生成脉冲数据时对该数据附上的时间戳。这样在特征匹配度达到预设阈值的情况下，执行步骤S2031～S2032，将第一时间序列信息和第二时间序列信息分别确定为第一、第二脉冲数据对应的到达时间。从而，根据脉冲数据对应到达时间是否相同，可以比对第一设备和第二设备的时间是否同步。如果不同步，可以通过计算第一到达时间和第二到达时间之间的差值，确定第一设备和第二设备之间的时间差等，从而实现两地之间设备时间比对观测、调整等。

在一些具体实施例中，设备采集一段GRP信号的过程中，可以随着GRP信号接收进行时频测量，为接收的脉冲信号附加时间戳，得到具有时间序列信息的脉冲数据。故而，在本实施例中，第一时间序列信息为第一时间戳，步骤S2031将第一时间序列信息确定为第一脉冲数据对应的第一到达时间，具体可以包括：

根据第一波形特征数据，确定对应脉冲信号的第一波峰位置，第一波峰位置对应第一时间戳；

根据第一时间戳信息，确定第一到达时间。

同理，第二时间序列信息为第二时间戳，步骤S2032将第二时间序列信息确定为第一脉冲数据对应的第二到达时间，具体可以包括：

根据第二波形特征数据，确定对应脉冲信号的第二波峰位置，第二波峰位置对应第二时间戳；

根据第二时间戳信息，确定所述第二到达时间。

本实施例中，根据第一波形特征数据，可以从波形形状中确定第一波峰位置，从而将第一波峰位置所对应的时间，确定为第一到达时间(time of arrival，TOA)，进而可以将该第一到达时间与第二到达时间进行时间比对。同理，第二到达时间的确定过程与第一到达时间的确定过程相同，在此不再赘述。

这样，即使很窄的脉冲波，例如图4中(4b)所示的窄波，也可以根据波形的突出特征，即波峰，快速确定出对应的信号到达时间，利于提高时间比对的精度。

确定第一、第二脉冲数据对应的脉冲信号的第一、第二到达时间后，可以通过执行S2033，比对第一到达时间和第二到达时间，即计算两个到达时间的差值。根据差值确定第一设备和第二设备的时间是否同步。例如，差值为零，两设备时间同步，则可以判断两个位置点的时间是同步的。反之，差值不为零，两设备时间不同步，第一到达时间与第二到达时间之间的差值可以作为两个位置之间的时间差。

继而可以根据该时间差，对第一设备和/或第二设备进行调整，可以实现时间同步。例如：在第一位置的第一设备接收GRP的第一到达时间为TOA1，在第二位置的第二设备接收GRP的第二到达时间为TOA2，TOA1≠TOA2，则可以判断两个位置、两个设备的时间不同步，且对应时间差Δt＝(TOA2-TOA1)。根据该时间差Δt，可以进行第一设备与第二设备之间的超远距离时间同步或时间传递。这样，通过对高信噪比的脉冲信号的数据处理，可以提高时间比对果的精度。

本申请实施例中，由于GRB的信号强度远超普通脉冲信号，因此，对于接收端灵敏度的要求也大为降低。并且，本申请实施例不需要依靠巨大、笨重，且难以携带和移动的接收设备，经实验证明，在距离达到1000-12000km的情况下(该距离也可以为太空中的距离)，时间比对的标准误差为0.1-1.0ns。而且，在达到该较高测量精度的情况下，本申请实施例所涉及的终端设备(即接收设备)相对于相关技术中使用的设备来说，更易携带，且成本更低。

并且，本申请实施例中，相对密集的GRP信号源也为实时(或每小时)的时间比对提供了信号基础，使得极窄的脉冲宽度也可保证时间比对的精度。例如，下表4所示的为目标天体不同的误差源，对本申请实施例所提供的时间比对方法的影响。

表4

可选的，在一些实施例中，第一设备和第二设备在接收到目标天体的GRP信号后，可以对该GRP信号进行色散消除，以将接收到的脉冲信号进行处理，以获取更清晰的GRP波形。例如，假设第一GRP因为大气等因素，扩散为了一个幅度较宽的波形，则可以通过色散消除，将该第一GRP进行处理，从而可以将对应的波形进行恢复，以减小信号噪声干扰，提高解算精度。一个具体示例中，设备对接收的GRP信号可以按照如图6所示的步骤进行色散消除处理，即GRP信号被设备(原子钟)采样后，依次通过傅里叶变换(fast Fourier transform，FFT)、卷积处理和反变换(Inverse fast Fourier transform，IFFT)，生成恢复后的GRP信号的波形图。在一些其他示例中，色散消除也可以采用本领域成熟的其他适合技术，此处不做具体限制。

通过本申请实施例提供的方法，可以从第一设备获取和第二设备获取对应的脉冲数据进行波形特征匹配，并在脉冲数据波形特征相匹配的情况下，根据脉冲数据对应的时间序列信息，确定第一设备与第二设备之间的时间差，从而完成第一设备与第二设备之间的超远距离时间同步或时间传递，进而利用高信噪比脉冲信号提高时间比对的解算精度，满足超远距离(如大于5000千米)的终端设备之间，包括在深空探测时深空探测的基站之间或飞行设备之间的时间比对需求。

可选的，在本实施例中，在步骤S201之前，方法还可以包括：

获取多个天体的位置和状态信息，创建天体信息数据库。

在本实施例中，由于太空中的脉冲星等天体是不断运动的，为了提高时间比对过程中的可操作性和处理效率，可以根据太空中探测到的天体运动的位置和状态(如天体处于发射GRP信号状态、以及天体发射的GRP信号强度状态等)等，创建天体信息数据库。示例性的，天体信息数据库中根据天体运动情况实时更新。这样根据天体信息数据库，用户可以确定在任意时间，该数据库中的天体所在的位置和状态等，进而在任意两个以上的终端设备之间在进行时间同步时，可以根据天体信息数据库，确定哪个天体可以作为目标天体而被这些终端设备监测到。

例如，位于A城市的第一设备与位于B城市的第二设备需要进行时间比对，根据天体信息数据库中的天体信息，确定在T1时刻，第一设备可以同时接收到脉冲星K1和脉冲星K2的GRP信号，而第二设备只可以接收到脉冲星K2的GRP信号。则根据天体信息数据库，可以快速确定脉冲星K2能够作为目标天体，使第一设备和第二设备在T1时刻均能够接收到该目标天体的GRP信号进行时间比对。

可以理解的是，对天体运动的位置和状态的探测为本领域成熟技术，此处不再赘述。

基于上述实施例中的方法，本申请实施例提供了一种时间比对装置。请参阅图7，图7是本申请实施例提供的一种时间比对装置的结构示意图。如图7所示，该装置包括：

获取模块701可以作为巨脉冲辐射信号获取模块，用于获取预设时间段内的第一脉冲数据和第二脉冲数据，第一脉冲数据为通过第一设备采集目标天体脉冲信号得到的数据，第二脉冲数据为通过第二设备采集目标天体脉冲信号得到的数据，第一脉冲数据和第二脉冲数据均包括对应的时间序列信息；

处理模块702，用于确定第一脉冲数据与第二脉冲数据的特征匹配度；

处理模块702，还用于在特征匹配度达到预设阈值的情况下，根据第一脉冲数据和第二脉冲数据对应的时间序列信息，确定第一设备与第二设备之间的时间同步数据。

根据本申请实施例，在预设时间段内，基于不同位置的第一设备和第二设备来采集同一目标天体的脉冲信号，可以分别得到第一脉冲数据和第二脉冲数据。然后确定第一脉冲数据和第二脉冲数据的特征匹配度，若特征匹配度达到预设阈值，则可以确定第一设备和第二设备采集的脉冲信号为目标天体在同一时期发射的脉冲信号，以保证脉冲数据的正确比对。在设备的脉冲数据相匹配的情况下，可以根据第一脉冲数据和第二脉冲数据对应的时间序列信息，确定第一设备与第二设备的时间比对数据，从而利于精确解算出第一设备与第二设备所在位置之间的时间同步情况，提高超远距离场景中的时间对比和同步精度。

在一些实施例中，第一脉冲数据包括对应至少一段脉冲信号的第一波形特征数据，第二脉冲数据包括对应至少一段脉冲信号的第二波形特征数据；

处理模块702具体可以用于：将第一波形特征数据和第二波形特征数据进行波形特征匹配，确定特征匹配度。

在一些实施例中，第一脉冲数据还包括第一时间序列信息，第二脉冲数据包括第二时间序列信息；

处理模块702具体还可以用于：

在特征匹配度达到预设阈值的情况下，将第一时间序列信息确定为第一脉冲数据对应的第一到达时间；

将第二时间序列信息，确定为第二脉冲数据对应的第二到达时间；

根据第一到达时间和第二到达时间的时间差值，确定第一设备与第二设备之间的时间比对数据，时间比对数据用于反映设备之间的时间同步状态。

在一些实施例中，处理模块702具体还可以用于：

根据第一波形特征数据，确定对应脉冲信号的第一波峰位置，第一波峰位置具有时间戳；

根据第一波峰位置的时间戳，确定第一到达时间。

在一些实施例中，处理模块702具体还可以用于：

根据第二波形特征数据，确定对应脉冲信号的第二波峰位置，第二波峰位置具有时间戳；

根据第二波峰位置的时间戳，确定第二到达时间。

示例性的，目标天体脉冲信号的强度超过第一预设值。

示例性的，第一设备与第二设备之间的距离超过第二预设值。，

应当理解的是，上述装置用于执行上述实施例中的方法，装置中相应的程序模块，其实现原理和技术效果与上述方法中的描述类似，该装置的工作过程可参考上述方法中的对应过程，此处不再赘述。

基于上述实施例中的方法，本申请实施例提供了一种电子设备。该电子设备可以包括：至少一个存储器，用于存储程序；至少一个处理器，用于执行存储器存储的程序；其中，当存储器存储的程序被执行时，处理器用于执行上述实施例中的方法。

基于上述实施例中的方法，本申请实施例提供了一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质存储有计算机程序，当计算机程序在处理器上运行时，使得处理器执行上述实施例中的方法。

基于上述实施例中的方法，本申请实施例提供了一种计算机程序产品，其特征在于，当计算机程序产品在处理器上运行时，使得处理器执行上述实施例中的方法。

基于上述实施例中的方法，本申请实施例还提供了一种芯片。请参阅图8，图8为本申请实施例提供的一种芯片的结构示意图。如图8所示，芯片800包括一个或多个处理器801以及接口电路802。可选的，芯片800还可以包含总线803。其中：

处理器801可能是一种集成电路芯片，具有信号的处理能力。在实现过程中，上述方法的各步骤可以通过处理器801中的硬件的集成逻辑电路或者软件形式的指令完成。上述的处理器801可以是通用处理器、数字通信器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)或者其它可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。可以实现或者执行本申请实施例中的公开的各方法、步骤。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。

接口电路802可以用于数据、指令或者信息的发送或者接收，处理器801可以利用接口电路802接收的数据、指令或者其它信息，进行加工，可以将加工完成信息通过接口电路802发送出去。

可选的，芯片800还包括存储器，存储器可以包括只读存储器和随机存取存储器，并向处理器提供操作指令和数据。存储器的一部分还可以包括非易失性随机存取存储器(NVRAM)。

可选的，存储器存储了可执行软件模块或者数据结构，处理器可以通过调用存储器存储的操作指令(该操作指令可存储在操作***中)，执行相应的操作。

可选的，接口电路802可用于输出处理器801的执行结果。

需要说明的，处理器801、接口电路802各自对应的功能既可以通过硬件设计实现，也可以通过软件设计来实现，还可以通过软硬件结合的方式来实现，这里不作限制。

应理解，上述方法实施例的各步骤可以通过处理器中的硬件形式的逻辑电路或者软件形式的指令完成。

可以理解的是，上述实施例中各步骤的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本申请实施例的实施过程构成任何限定。此外，在一些可能的实现方式中，上述实施例中的各步骤可以根据实际情况选择性执行，可以部分执行，也可以全部执行，此处不做限定。

可以理解的是，本申请的实施例中的处理器可以是中央处理单元(centralprocessing unit，CPU)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(digital signalprocessor，DSP)、专用集成电路(application specific integrated circuit，ASIC)、现场可编程门阵列(field programmable gate array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、晶体管逻辑器件，硬件部件或者其任意组合。通用处理器可以是微处理器，也可以是任何常规的处理器。

本申请的实施例中的方法步骤可以通过硬件的方式来实现，也可以由处理器执行软件指令的方式来实现。软件指令可以由相应的软件模块组成，软件模块可以被存放于随机存取存储器(random access memory，RAM)、闪存、只读存储器(read-only memory，ROM)、可编程只读存储器(programmable rom，PROM)、可擦除可编程只读存储器(erasable PROM，EPROM)、电可擦除可编程只读存储器(electrically EPROM，EEPROM)、寄存器、硬盘、移动硬盘、CD-ROM或者本领域熟知的任何其它形式的存储介质中。一种示例性的存储介质耦合至处理器，从而使处理器能够从该存储介质读取信息，且可向该存储介质写入信息。当然，存储介质也可以是处理器的组成部分。处理器和存储介质可以位于ASIC中。

在上述实施例中，可以全部或部分地通过软件、硬件、固件或者其任意组合来实现。当使用软件实现时，可以全部或部分地以计算机程序产品的形式实现。所述计算机程序产品包括一个或多个计算机指令。在计算机上加载和执行所述计算机程序指令时，全部或部分地产生按照本申请实施例所述的流程或功能。所述计算机可以是通用计算机、专用计算机、计算机网络、或者其他可编程装置。所述计算机指令可以存储在计算机可读存储介质中，或者通过所述计算机可读存储介质进行传输。所述计算机指令可以从一个网站站点、计算机、服务器或数据中心通过有线(例如同轴电缆、光纤、数字用户线(DSL))或无线(例如红外、无线、微波等)方式向另一个网站站点、计算机、服务器或数据中心进行传输。所述计算机可读存储介质可以是计算机能够存取的任何可用介质或者是包含一个或多个可用介质集成的服务器、数据中心等数据存储设备。所述可用介质可以是磁性介质，(例如，软盘、硬盘、磁带)、光介质(例如，DVD)、或者半导体介质(例如固态硬盘(solid state disk，SSD))等。

可以理解的是，在本申请的实施例中涉及的各种数字编号仅为描述方便进行的区分，并不用来限制本申请的实施例的范围。

Claims (8)

1.一种时间比对方法，其特征在于，所述方法包括：

获取预设时间段内的第一脉冲数据和第二脉冲数据，所述第一脉冲数据为通过第一设备采集目标天体脉冲信号得到的数据，所述第二脉冲数据为通过第二设备采集所述目标天体脉冲信号得到的数据，所述第一脉冲数据和第二脉冲数据均包括对应的时间序列信息；

确定所述第一脉冲数据与所述第二脉冲数据的特征匹配度；

在所述特征匹配度达到预设阈值的情况下，根据所述第一脉冲数据和所述第二脉冲数据对应的时间序列信息，确定所述第一设备与所述第二设备之间的时间比对数据；

在所述第一脉冲数据对应第一时间序列信息，所述第二脉冲数据对应第二时间序列信息的情况下，所述在所述特征匹配度达到预设阈值的情况下，根据所述第一脉冲数据和所述第二脉冲数据对应的时间序列信息，确定所述第一设备与所述第二设备之间的时间比对数据，具体包括：

在所述特征匹配度达到预设阈值的情况下，将所述第一时间序列信息确定为所述第一脉冲数据对应的第一到达时间，以及，将所述第二时间序列信息，确定为所述第二脉冲数据对应的第二到达时间；

根据所述第一到达时间和所述第二到达时间的时间差值，确定所述第一设备与所述第二设备之间的时间比对数据；

所述第一时间序列信息为第一时间戳信息，所述将所述第一时间序列信息确定为所述第一脉冲数据对应的第一到达时间，包括：

根据所述第一脉冲数据包括的对应至少一段脉冲信号的第一波形特征数据，确定对应脉冲信号的第一波峰位置，所述第一波峰位置对应所述第一时间戳信息；

根据所述第一时间戳信息，确定所述第一到达时间TOA1。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述获取预设时间段内的第一脉冲数据和第二脉冲数据之前，所述方法还包括：

分别通过第一设备和第二设备，采集所述目标天体脉冲信号；

通过所述第一设备的本地时间频率源，为第一设备采集的目标天体脉冲信号标记时间戳信息，得到所述第一脉冲数据；

通过所述第二设备的本地时间频率源，为第二设备采集的目标天体脉冲信号标记时间戳信息，得到所述第二脉冲数据。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一脉冲数据包括对应至少一段脉冲信号的第一波形特征数据，所述第二脉冲数据包括对应至少一段脉冲信号的第二波形特征数据；

所述确定所述第一脉冲数据与所述第二脉冲数据的特征匹配度，包括：

将所述第一波形特征数据和所述第二波形特征数据进行波形特征匹配，确定所述特征匹配度。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述第二时间序列信息为第二时间戳信息；

所述将所述第二时间序列信息确定为所述第一脉冲数据对应的第二到达时间，包括：

根据所述第二波形特征数据，确定对应脉冲信号的第二波峰位置，所述第二波峰位置对应所述第二时间戳信息；

根据所述第二时间戳信息，确定所述第二到达时间TOA2。

5.根据权利要求1-4任一所述的方法，其特征在于，所述目标天体脉冲信号的强度超过第一预设值。

6.一种时间比对装置，其特征在于，所述装置包括：

获取模块，用于获取预设时间段内的第一脉冲数据和第二脉冲数据，所述第一脉冲数据为通过第一设备采集目标天体脉冲信号得到的数据，所述第二脉冲数据为通过第二设备采集所述目标天体脉冲信号得到的数据，所述第一脉冲数据和第二脉冲数据均包括对应的时间序列信息；

处理模块，用于确定所述第一脉冲数据与所述第二脉冲数据的特征匹配度；

所述处理模块，还用于在所述特征匹配度达到预设阈值的情况下，根据所述第一脉冲数据和所述第二脉冲数据对应的时间序列信息，确定所述第一设备与所述第二设备之间的时间比对数据；

在所述第一脉冲数据对应第一时间序列信息，所述第二脉冲数据对应第二时间序列信息的情况下，所述处理模块在所述特征匹配度达到预设阈值的情况下，根据所述第一脉冲数据和所述第二脉冲数据对应的时间序列信息，确定所述第一设备与所述第二设备之间的时间比对数据时，具体用于：

在所述特征匹配度达到预设阈值的情况下，将所述第一时间序列信息确定为所述第一脉冲数据对应的第一到达时间，以及，将所述第二时间序列信息，确定为所述第二脉冲数据对应的第二到达时间；

根据所述第一到达时间和所述第二到达时间的时间差值，确定所述第一设备与所述第二设备之间的时间比对数据；

所述第一时间序列信息为第一时间戳信息，所述将所述第一时间序列信息确定为所述第一脉冲数据对应的第一到达时间，包括：

根据所述第一脉冲数据包括的对应至少一段脉冲信号的第一波形特征数据，确定对应脉冲信号的第一波峰位置，所述第一波峰位置对应所述第一时间戳信息；

根据所述第一时间戳信息，确定所述第一到达时间TOA1。

7.一种电子设备，其特征在于，包括：

至少一个存储器，用于存储程序；

至少一个处理器，用于执行所述存储器存储的程序；

其中，当所述存储器存储的程序被执行时，所述处理器用于执行如权利要求1-5任一所述的方法。

8.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，当所述计算机程序在处理器上运行时，使得所述处理器执行如权利要求1-5任一所述的方法。

Images