基于新息加权自适应UPF算法的智能变电站PTP主时钟源校准新方法

为解决传统秒脉冲(pulse per second,PPS)钟差信号的处理未考虑GPS秒脉冲跳变野值及主时钟源晶振温度变化、晶体老化造成的非线性误差影响等问题,首先对智能变电站精确时间协议(precise time protocol,PTP)主时钟与GPS输出的PPS钟差信号进行了数学建模,然后基于新息加权自适应无迹粒子滤波算法对PPS钟差信号进行滤波处理,最后将处理后的钟差信号送入PID控制器,生成晶振频率调整信号,实现PTP主时钟源的校准.无迹粒子滤波(unscented Kalman particle filter,UPF)算法可对主时钟源因老化而产生的频率非线性漂移进行校正,引入新息序列加权技术可对GPS秒脉冲信号中跳变野值进行处理,自适应滤波技术则可减少系统噪声对于滤波结果的影响,增强时钟源校准系统的鲁棒性,从而提高校频精度.经仿真验证表明,与传统钟差信号处理算法相比,所提方法将钟差信号的处理误差减小了55.96％,且在跳变野值处的钟差处理误差减小了76％以上,从而将PTP主时钟源校准系统中频偏量测误差由3.635×10–10 Hz降低至9.59×10–12 Hz,最终将PTP主时钟源频率稳定度提升了2个量级.