一种船舶自动识别终端设备校准自身时钟的方法.pdf

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1、(10)申请公布号 CN 102938220 A (43)申请公布日 2013.02.20 CN 102938220 A *CN102938220A* (21)申请号 201210494126.X (22)申请日 2012.11.28 G08G 3/02(2006.01) G04G 7/00(2006.01) G04R 20/02(2013.01) (71)申请人 天津七一二通信广播有限公司 地址 300462 天津市塘沽区经济技术开发区 西区北大街 141 号 (72)发明人 郭长勇 张键 李辉辉 张财元 程树军 徐旭晓 (74)专利代理机构 天津中环专利商标代理有限 公司 12105 代理。

2、人 王凤英 (54) 发明名称 一种船舶自动识别终端设备校准自身时钟的 方法 (57) 摘要 本发明涉及一种船舶自动识别终端设备可校 准自身时钟的方法。其步骤是 ： 时钟校准模块通 过GPS模块获取UTC时间， 并通过UTC时间计算本 地时间的误差， 误差累计一段时间后计算本地时 钟误差， 通过误差计算出三级的时钟调整参数， 时 钟补偿模块根据三级时钟调整参数对本地时间进 行补偿， 从而将本地时钟的误差控制在一个较小 的范围， 达到时钟校准的目的。采用本方法， AIS 船舶自动识别终端设备修正本地时钟不准确带来 的误差， 可以保证在丢失 UTC 时间基准的情况下， 半小时内本地时间和 UTC 。

3、时间同步误差不大于 0.1 个时隙 (2.6ms)， 保证其广播消息仍满足 AIS 时间同步。从而避免了因设备时间与 UTC 时间不 同步， 而造成 AIS 船舶自动识别终端设备发送消 息可能影响其它设备消息发送的问题。 (51)Int.Cl. 权利要求书 2 页 说明书 6 页 附图 4 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书 2 页 说明书 6 页 附图 4 页 1/2 页 2 1. 一种船舶自动识别终端设备校准自身时钟的方法， 其特征在于， 时钟校准模块通过 获取 GPS 模块时间消息计算本地时钟误差， 再根据本地时钟误差计算时钟校准参数， 时钟 补偿。

4、模块通过获得的时钟校准参数调整时钟， 其步骤是 ： （一） . 时钟校准模块等待每次的 GPS 时间消息的到来， 若在规定时间内等到了 GPS 的 时间消息， 则根据两次时间消息的间隔对比本地时钟来获取本地时钟的误差 ； 若在规定时 间内未等到GPS的时间消息， 则认为GPS模块定位丢失， 利用曾定位的时间段所累积的误差 计算时钟校准值 ； （二） . 如果每次 GPS 时间消息到来， 则根据 GPS 所提供的 UTC 时间和本地时钟提供的 时间， 计算本地时钟的误差， 并将此时钟误差值进行累加 ； （三） . 当 GPS 模块需要关闭电源， 或者误差累计达到一定的次数， 或者 GPS 模块在。

5、规定 时间内未提供下一次时间消息， 则开始进入时钟校准参数计算阶段 ； （四） . 当误差累计次数低于阈值时， 放弃本次时钟校准操作 ； 若误差累计次数达到阈 值， 则首先计算低精度的时钟校准参数 ； 计算公式如下 ： 式中为低精度时钟校准参数，为误差累计次数，为第次GPS秒脉冲到来时 的本地时间间隔， 为理想的时间间隔， 为本地时钟间隔 ； （五） . 在估计低精度调整后的时钟误差的基础上， 计算中精度时钟校准参数 ； 计算公式 如下 ： 式中为中精度时钟校准参数，为低精度时钟校准参数，为中精度提升增益， 为误差累计次数，为第次 GPS 秒脉冲到来时的本地时间间隔， 为理想的时间间 隔， 为。

6、本地时钟间隔 ； （六） . 在估计低精度和中精度调整后的时钟误差的基础上， 计算高精度时钟校准参数 ； 计算公式如下 ： 式中为高精度时钟校准参数，为低精度时钟校准参数，为中精度时钟校准 参数，为高精度提升增益，为中精度提升增益，为误差累计次数，为第次 GPS 秒脉冲到来时的本地时间间隔， 为理想的时间间隔， 为本地时钟间隔 ； （七） . 时钟补偿模块判断时钟校准周期到达， 若到达低精度时钟校准周期， 则将低精度 权 利 要 求 书 CN 102938220 A 2 2/2 页 3 校准参数补偿至本地定时器计数值， 以此校准时钟 ； （八） . 若到达中精度时钟校准周期， 则将中精度校准参。

7、数补偿至本地定时器计数值， 以 此校准时钟 ； （九） . 若到达高精度时钟校准周期， 则将高精度校准参数补偿至本地定时器计数值， 以 此校准时钟。 2. 根据权利要求 1 所述的一种船舶自动识别终端设备校准自身时钟的方法， 其特征在 于， 所述的船舶自动识别终端设备包括由时钟校准及补偿模块、 消息发送模块、 GPS 控制模 块和休眠控制模块构成的 ARM 控制模块、 射频模块、 GPS 模块、 时钟模块、 控制面板和电源模 块， 所述的 ARM 控制模块分别与射频模块、 GPS 模块、 时钟模块、 控制面板及电源模块连接， 电源模块分别与射频模块、 GPS 模块、 时钟模块及控制面板连接。 。

8、3. 根据权利要求 2 所述的一种船舶自动识别终端设备校准自身时钟的方法， 其特征 在于， 所述的 ARM 控制模块采用 STM32F103RCT6 控制芯片 N5， 时钟模块采用为控制芯片 N5 提供主时钟的 DSA321G_12.0M 无源晶振芯片 N2 以及为控制芯片 N5 提供 RTC 时钟的 DST310S-32.768KHz 无源晶振芯片 N4， 其中无源晶振芯片 N2 的两端分别与控制芯片 N5 的 5 脚和 6 脚连接， 并分别通过电容 C6 和电容 C7 接地 ； 无源晶振芯片 N4 的两端分别与控制 芯片 N5 的 3 脚和 4 脚连接， 并分别通过电容 C8 和电容 C1。

9、7 接地。 4 根据权利要求 2 所述的一种船舶自动识别终端设备校准自身时钟的方法， 其特 征在于， 所述的 GPS 模块采用一个用于通过 GPS 天线计算 GPS 的位置消息和时间消息的 NEO-5M 芯片 N13， 芯片 N13 的 20 脚和 21 脚分别通过电阻 R78 和电阻 R77 以及电阻 R80 和 电阻 R81 与所述的控制芯片 N5 的 17 脚和 16 脚连接， 其中电阻 R78 和电阻 R77 的一端以及 电阻 R80 和电阻 R81 的一端分别通过电容 C100 和电容 C101 接地 ； 芯片 N13 的 22 脚通过电 阻 R82 接 3.3V 电源， 芯片 N1。

10、3 的 23 脚通过三极管 VT11 的集电极、 发射极与电阻 R85 相接 后接 3.3V 电源， 电阻 R85 与三极管 VT11 的基极连接后通过电阻 R86 连接三极管 N14 的集 电极， 再通过三极管 N14 的基极与所述的控制芯片 N5 的 11 脚连接， 三极管 N14 的发射极接 地， 芯片 N13 的 3 脚通过电阻 R83 电阻 R84 与控制芯片 N5 的 15 脚连接， 电阻 R83 电阻 R84 通过电容 C102 接地， 芯片 N13 的 8 脚和 9 脚连接后通过电阻 R79 和电感 L17 与芯片 N13 的 11 脚连接， 连接后接 ANT-GPS 有源天线。

11、， 然后接地， 芯片 N13 的 7 脚、 10 脚、 12 脚、 13 脚、 14 脚和 24 脚接地。 权 利 要 求 书 CN 102938220 A 3 1/6 页 4 一种船舶自动识别终端设备校准自身时钟的方法 技术领域 0001 本发明涉及船舶自动识别终端系统， 尤其是涉及一种船舶自动识别终端设备校准 自身时钟的方法。 背景技术 0002 船舶自动识别系统 （AIS） 通过全球定位系统 （GPS） 获取当前的位置信息， 并将自 身的船位， 船速， 航向等动态信息以及船名， 呼号， 吃水及危险货物等静态资料通过甚高频 （VHF） 频道向附近船舶及岸台广播。周围的船舶通过接收广播的船舶。

12、信息可以及时掌握附 近海域的船舶资料， 采取必要的避让行动， 提高船舶航行的安全性。 0003 AIS 工作基于 TDMA（时分多址） 技术， AIS 系统利用甚高频波段的两个频率进行工 作， 将一分钟 ( 一帧 ) 划分成 2250 个时间段 ( 时隙 )， 这样两个频率上一分钟共有 4500 个 时隙供系统中的各种终端设备交替发射。由于不同的终端在不同条件下每分钟要发射的 次数各不相同， 如一艘高速艇一分钟要发射 30 次之多， 而一艘停泊的货船三分钟才发射一 次， 为保证 AIS 系统正常工作， 一个区域内可容纳的 AIS 终端数量是有限的。由于 AIS 终端 设备按照时隙通信的特点， 。

13、一个 AIS 终端是整个 AIS 系统的一份子， 若一艘船只的 AIS 设备 不正常工作， 它将会对其他 AIS 设备的消息发送产生影响， 因此精确的时间同步能力是 AIS 设备正常工作的基础。 0004 UTC 时间可直接通过 GPS 获取， GPS 模块在定位期间提供直接的 UTC 时间作为 AIS 的主要参考时间， AIS 设备通过此时间参考完成静态 / 动态消息的发送。由于 GPS 定位易 受到天气等环境因素的影响， GPS 模块不能在任何时间都提供 UTC 时间参考。当 AIS 终端 设备无法获取 UTC 时间参考， AIS 终端设备只能参考本地时钟进行消息发射。而终端设备 的本地时。

14、钟不够精确， 各个设备时钟精度存在差异且易受外部环境影响。外部温度的变化 等可能导致时钟频率出现变化， 进而影响本地时钟的精度。 由于设备时钟不精确， 设备内的 时间将很快偏离真实 UTC 时间， 造成设备时间与 UTC 时间不同步， 此时 AIS 终端设备发送消 息有可能影响其它设备消息发送。 发明内容 0005 本发明的目的是利用 GPS 获取直接的 UTC 时间， 并校准本地时钟， 使得 AIS 终端设 备在无法获取 UTC 时间的情况下仍能保持时间同步状态， 从而保证 AIS 终端设备在无 UTC 时间参考的情况下， 在相当长的时间内仍按照 AIS 的时隙标准发送消息， 不影响其它船舶。

15、 的 AIS 终端的消息发送。 0006 本发明为实现上述目的， 特别研发一种船舶自动识别终端设备校准自身时钟的方 法， 通过本方法可实现在无法获取 UTC 时间的情况下， 船舶自动识别设备在相当长的时间 内仍保持时间同步状态。 0007 本发明采取的技术方案是 ： 一种船舶自动识别终端设备校准自身时钟的方法， 其 特征在于， 时钟校准模块通过获取 GPS 模块时间消息计算本地时钟误差， 再根据本地时钟 说 明 书 CN 102938220 A 4 2/6 页 5 误差计算时钟校准参数， 时钟补偿模块通过获得的时钟校准参数调整时钟， 其步骤是 ： （一） . 时钟校准模块等待每次的 GPS 时。

16、间消息的到来， 若在规定时间内等到了 GPS 的 时间消息， 则根据两次时间消息的间隔对比本地时钟来获取本地时钟的误差 ； 若在规定时 间内未等到GPS的时间消息， 则认为GPS模块定位丢失， 利用曾定位的时间段所累积的误差 计算时钟校准值 ； （二） . 如果每次 GPS 时间消息到来， 则根据 GPS 所提供的 UTC 时间和本地时钟提供的 时间， 计算本地时钟的误差， 并将此时钟误差值进行累加 ； （三） . 当 GPS 模块需要关闭电源， 或者误差累计达到一定的次数， 或者 GPS 模块在规定 时间内未提供下一次时间消息， 则开始进入时钟校准参数计算阶段 ； （四） . 当误差累计次数。

17、低于阈值时， 放弃本次时钟校准操作 ； 若误差累计次数达到阈 值， 则首先计算低精度的时钟校准参数 ； 计算公式如下 ： 式中为低精度时钟校准参数，为误差累计次数，为第次GPS秒脉冲到来时 的本地时间间隔， 为理想的时间间隔， 为本地时钟间隔 ； （五） . 在估计低精度调整后的时钟误差的基础上， 计算中精度时钟校准参数 ； 计算公式 如下 ： 式中为中精度时钟校准参数，为低精度时钟校准参数，为中精度提升增益， 为误差累计次数，为第次 GPS 秒脉冲到来时的本地时间间隔， 为理想的时间间 隔， 为本地时钟间隔 ； （六） . 在估计低精度和中精度调整后的时钟误差的基础上， 计算高精度时钟校准参。

18、数 ； 计算公式如下 ： 式中为高精度时钟校准参数，为低精度时钟校准参数，为中精度时钟校准 参数，为高精度提升增益，为中精度提升增益，为误差累计次数，为第次 GPS 秒脉冲到来时的本地时间间隔， 为理想的时间间隔， 为本地时钟间隔 ； （七） . 时钟补偿模块判断时钟校准周期到达， 若到达低精度时钟校准周期， 则将低精度 校准参数补偿至本地定时器计数值， 以此校准时钟 ； （八） . 若到达中精度时钟校准周期， 则将中精度校准参数补偿至本地定时器计数值， 以 说 明 书 CN 102938220 A 5 3/6 页 6 此校准时钟 ； （九） . 若到达高精度时钟校准周期， 则将高精度校准参数。

19、补偿至本地定时器计数值， 以 此校准时钟。 0008 本发明的实现基于 AIS 船舶自动识别终端设备， 该设备在 ARM 模块的控制下， ARM 模块给 GPS 模块供电并等待 GPS 定位。获取 GPS 位置信息后， ARM 模块周期地控制射频模 块通过 VHF 天线广播位置消息。控制面板可用于设备开关机和发送告警消息， 控制面板通 过 LED 灯指示工作状态。 0009 时钟校准模块通过 GPS 模块获取 UTC 时间， 并通过 UTC 时间计算本地时间的误差， 误差累计一段时间后计算本地时钟误差。通过误差计算出三级的时钟调整参数， 精度从低 到高， 时钟补偿模块根据三级时钟调整参数对应的。

20、时钟精度， 以三种不同的频率对本地时 钟进行补偿， 从而将本地时钟的误差控制在一个较小的范围， 达到时钟校准的目的。 若时钟 校准期间 GPS 定位中断， 本方法仍可根据已有的校准阶段计算时钟校准参数， 并以此校准 时钟。 0010 本发明所产生的有益效果是 ： 通过采用本方法， AIS 船舶自动识别终端设备修正 本地时钟不准确带来的误差， 可以保证在丢失 UTC 时间基准的情况下， 半小时内本机时间 和 UTC 时间同步误差不大于 0.1 个时隙 (2.6ms)， 保证其广播消息仍满足 AIS 时间同步。从 而避免了因设备时间与 UTC 时间不同步， 而造成 AIS 船舶自动识别终端设备发送。

21、消息有可 能影响其它设备消息发送的问题。 附图说明 0011 图 1 为船舶自动识别终端设备构成框图。 0012 图 2 为船舶自动识别终端设备时钟校准及补偿模块的电路原理图。 0013 图 3 为船舶自动识别终端设备 GPS 模块电路原理图。 0014 图 4 为船舶自动识别终端设备时钟校准流程图。 0015 图 5 为船舶自动识别终端设备时钟补偿流程图。 具体实施方式 0016 为了更清楚的理解本发明， 以下结合附图和实施例对本发明做详细描述 ： 参照图 1， 船舶自动识别终端设备包括由时钟校准及补偿模块、 消息发送模块、 GPS 控制模块和休眠 控制模块构成的ARM模块、 射频模块、 G。

22、PS模块、 时钟模块、 控制面板和电源模块， ARM控制模 块分别与射频模块、 GPS 模块、 时钟模块、 控制面板及电源模块连接， 电源模块分别与射频模 块、 GPS 模块、 时钟模块及控制面板连接。 0017 本发明各模块的功能如下 ： 1） 射频模块 ： 为通用公知的模块， 用于在 AIS A/B 信道广播静态 / 动态消息 ； 2） GPS 模块 ： 用于解析 GPS 位置信息， 并提供 UTC 时间信息 ； 3） 控制面板 ： 用于人机接口， 用户通过面板按键操作设备， 通过 LED 灯观察当前工作状 态 ； 4） 时钟模块 ： 用于为 ARM 控制芯片提供主时钟和 RTC 实时时钟。

23、 ； 5） 电源模块 ： 用于为各个模块供电 ； 说 明 书 CN 102938220 A 6 4/6 页 7 6） ARM 控制模块 ： 用于控制整个终端设备工作， 其中， 时钟校准模块用于通过 GPS 提供 的标准时间校准自身时钟 ； 时钟补偿模块用于通过周期地修正本地时间来完成对本地时钟 误差的补偿 ； 消息发送模块用于按照 AIS 协议周期的发送 AIS 静态、 动态消息 ； GPS 控制模 块用于控制 GPS 芯片的开关， 以及解析 GPS 消息等 ； 休眠控制模块用于在设备空闲时， 关闭 不需要的部分， 降低系统功耗。 0018 参照图 2， 船舶自动识别终端设备的 ARM 控制模。

24、块采用 STM32F103RCT6 控制芯片 N5， 时钟模块采用为控制芯片 N5 提供主时钟的 DSA321G_12.0M 无源晶振芯片 N2 以及采用 为控制芯片 N5 提供 RTC 时钟的 DST310S-32.768KHz 无源晶振芯片 N4， 其中无源晶振芯片 N2 的两端分别与控制芯片 N5 的 5 脚和 6 脚连接， 并分别通过电容 C6 和电容 C7 接地 ； 无源 晶振芯片 N4 的两端分别与控制芯片 N5 的 3 脚和 4 脚连接， 并分别通过电容 C8 和电容 C17 接地。 0019 船舶自动识别终端设备时钟模块由两部分提供， STM32F103CT6 为 ARM7 核。

25、的设备 控制芯片 N5， 用于控制整个船舶自动识别终端设备工作。芯片 N2 为 DSA321G_12.0M 无源 晶振， 为控制芯片N5提供主时钟 ； 晶振外部接两个电容C6和电容C7到地， 用于微调晶振频 率。芯片 N4 为 DST310S-32.768KHz 无源晶振， 为控制芯片 N5 提供 RTC 时钟， 晶振外部接两 个电容 C8 和电容 C17 到地， 用于微调晶振频率。当船舶自动识别终端设备进入低功耗休眠 模式时， 主时钟停止工作， 此时设备的时间同步维持由 RTC 实时时钟维持。当设备从休眠过 程中唤醒时， 主时钟启动并接替 RTC 时钟继续维持设备的时间同步状态。 0020 。

26、参照图 3， GPS 模块采用一个用于通过 GPS 天线计算 GPS 的位置消息和时间消息的 NEO-5M 芯片 N13， 芯片 N13 的 20 脚和 21 脚分别通过电阻 R78 和电阻 R77 以及电阻 R80 和 电阻 R81 与所述的控制芯片 N5 的 17 脚和 16 脚连接， 其中电阻 R78 和电阻 R77 的一端以及 电阻 R80 和电阻 R81 的一端分别通过电容 C100 和电容 C101 接地 ； 芯片 N13 的 22 脚通过电 阻 R82 接 3.3V 电源， 芯片 N13 的 23 脚通过三极管 VT11 的集电极、 发射极与电阻 R85 相接 后接 3.3V 电。

27、源， 电阻 R85 与三极管 VT11 的基极连接后通过电阻 R86 连接三极管 N14 的集 电极， 再通过三极管 N14 的基极与所述的控制芯片 N5 的 11 脚连接， 三极管 N14 的发射极接 地， 芯片 N13 的 3 脚通过电阻 R83 电阻 R84 与控制芯片 N5 的 15 脚连接， 电阻 R83 电阻 R84 通过电容 C102 接地， 芯片 N13 的 8 脚和 9 脚连接后通过电阻 R79 和电感 L17 与芯片 N13 的 11 脚连接， 连接后接 ANT-GPS 有源天线， 然后接地， 芯片 N13 的 7 脚、 10 脚、 12 脚、 13 脚、 14 脚和 24。

28、 脚接地。 0021 船舶自动识别终端设备的 GPS 模块采用 NEO-5M 芯片 N13， ARM 控制模块通过串口 和 GPS 模块进行通信。其中 NEO-5M 芯片 N13 为 GPS 模块负责通过 GPS 天线计算 GPS 的位置 消息和时间消息。 NEO-5M芯片N13的20和21管脚为GPS模块的串口， 分别与STM32F103CT6 控制芯片 N5 的 16 和 17 管脚连接， 用于通过串口周期的向 STM32F103CT6 控制芯片 N5 发送 GPS位置消息和时间消息。 NEO-5M芯片N13的22管脚为GPS模块的备用电源， 23管脚为GPS 模块的主电源。主电源通过 2。

29、SB1132 三极管 VT11 和 DTC114EE 三极管 N14 与 STM32F103CT6 控制芯片N5管脚11连接。 当STM32F103CT6控制芯片N5控制管脚11为高电平时， DTC114EE 三极管 N14 集电极和发射极导通， 进而控制 2SB1132 三极管 VT11 的集电极和发射极导通， 从而给 NEO-5M 芯片 N13 的主电源供电。同理， 当控制芯片 N5 控制管脚 11 为低电平时， DTC114EE 三极管 N14 集电极和发射极截止， 进而控制 2SB1132 的集电极和发射极截止， 从 说 明 书 CN 102938220 A 7 5/6 页 8 而控制。

30、 NEO-5M 芯片 N13 的主电源断电。因 NEO-5M 芯片 N13 只要备用电源供电， 在主电源 断电的情况下， 仍可保存相关定位消息， 所以 STM32F103CT6 控制芯片 N5 通过控制管脚 11 低电平关闭 NEO-5M 芯片 N13， 降低功耗。在需要 GPS 模块定位时， 通过 STM32F103CT6 控制 芯片 N5 控制管脚 11 高电平打开 NEO-5M 芯片 N13， GPS 模块热启动， 快速完成定位。器件 ANT-GPS 为有源 GPS 天线， NEO-5M 芯片 N13 通过管脚 9 和 11 与有源 GPS 天线连接， 并以此 完成定位。NEO-5M 芯。

31、片 N13 的管脚 3 在 GPS 模块定位后输出秒脉冲， 用于提供精确的 UTC 时间， 此管脚和 ARM 的 15 管脚连接， ARM 端通过此秒脉冲完成本地时钟同步等操作。 0022 本设备的时间校准功能通过GPS提供的UTC时间消息， 校准本设备的主时钟和RTC 时钟， 计算其误差并对其进行补偿。该功能保证了船舶自动识别终端设备无论在通过主时 钟正常工作状态还是在依靠 RTC 时钟低功耗休眠状态， 都可保证本机时间与 UTC 时间的一 致性， 为 AIS 消息发送提供了准确的时间基准。 0023 以下参照图 4 详细描述本设备时钟校准方法的实现过程 ： 步骤 100 102 ： 初始化。

32、过程 ； 步骤 100 ： 时钟校准模块初始化各个参数 ； 步骤 101 ： GPS 模块上电， GPS 模块定位开始， 若定位成功则 GPS 模块会输出时间消息 ； 步骤 102 ： 等待 GPS 的第一次时间消息输出， 保存第一次时间信息， 确定 GPS 定位成功， 则准备开始时钟校准方法 ； 当判断 GPS 模块已经定位后， 本方法开始根据 GPS 提供的时间信息对比本地时钟的误 差， 方法执行步骤 103 104 ： 步骤 103 ： 本方法等待每次的 GPS 时间消息的到来， 若在规定时间内等到了 GPS 的时间 消息， 则根据两次时间消息的间隔对比本地时钟来获取本地时钟的误差 ； 。

33、若规定时间内未 等到GPS的时间消息， 则认为GPS模块定位丢失， 本方法利用曾定位的时间段所累积的误差 计算时钟校准值 ； 步骤104 ： 每次GPS时间消息到来， 根据GPS所提供的UTC时间和本地时钟提供的时间， 计算本地时钟的误差， 将此误差值进行累加。 0024 根据 GPS 提供的时间消息累积一段时间的时钟误差后， 本方法进入时钟校准参数 计算阶段， 执行步骤 105 108 ： 步骤 105 ： 当 GPS 模块需要关闭电源， 或者误差累计达到一定的次数， 或者 GPS 模块在 规定时间内未提供下次时间消息， 则开始进入计算时钟校准参数计算阶段 ； 步骤 106 ： 当误差累计次。

34、数太少时， 由于较少的采样点带来较大的计算误差， 本方法在 采样点数低于某阈值时放弃本次时钟校准操作 ； 若误差累计次数达到阈值， 则首先计算低 精度的时钟校准参数， 对本地时钟粗调 ； 计算公式如下 ： 式中为低精度时钟校准参数，为误差累计次数，为第次GPS秒脉冲到来时 的本地时间间隔， 为理想的时间间隔， 为本地时钟间隔 ； 步骤 107 ： 时钟粗调可在较大频率范围校准本地时钟， 但精度较低， 所以在考虑低精度 说 明 书 CN 102938220 A 8 6/6 页 9 时钟校准参数调整的基础上， 计算中精度时钟校准参数 ； 计算公式如下 ： 式中为中精度时钟校准参数，为低精度时钟校准。

35、参数，为中精度提升增益， 为误差累计次数，为第次 GPS 秒脉冲到来时的本地时间间隔， 为理想的时间间 隔， 为本地时钟间隔 ； 步骤 108 ： 在低精度和中精度时钟校准参数的基础上， 计算高精度时钟校准参数， 计算 公式如下 ： 式中为高精度时钟校准参数，为低精度时钟校准参数，为中精度时钟校准 参数，为高精度提升增益，为中精度提升增益，为误差累计次数，为第次 GPS 秒脉冲到来时的本地时间间隔， 为理想的时间间隔， 为本地时钟间隔 ； 利用三级精度的时钟校准参数， 可精确校准本地时钟使之和 UTC 时间同步， 达到时钟 校准目的。 0025 以下参照图 5 详细描述本设备时钟补偿方法的实现。

36、过程 ： 步骤 201 ： 时钟补偿模块初始化各个参数 （什么参数） ； 步骤 202 ： 若时钟校准模块完成了时钟校准参数的计算， 则进入时钟补偿阶段， 等待 低、 中、 高三个精度的时钟校准周期的到来 ； 步骤 203 ： 若到达低精度时钟校准周期， 则将低精度校准参数补偿至本地定时器计数 值， 以此校准时钟 ； 步骤 204 ： 若到达中精度时钟校准周期， 则将中精度校准参数补偿至本地定时器计数 值， 以此校准时钟 ； 步骤 205 ： 若到达高精度时钟校准周期， 则将高精度校准参数补偿至本地定时器计数 值， 以此校准时钟。 0026 本发明实现了一种可校准自身时钟的船舶自动识别终端设备。

37、， 设备通过 GPS 时间 消息对本地时钟的校准， 可保证在AIS设备丢失UTC时钟基准的情况下， 相当长的时间内仍 保证时间同步， 使设备有充足的时间完成 GPS 的重新定位， 并保证在不定位期间的广播消 息发送间隔仍满足 AIS 时间同步。本发明有利于 AIS 系统的安全管理， 是一种非常有效地 降低 AIS 时隙冲突的设备， 适用范围广， 具有推广价值。 0027 根据上述说明， 结合本领域技术可实现本发明的方案。 说 明 书 CN 102938220 A 9 1/4 页 10 图 1 图 2 说 明 书 附 图 CN 102938220 A 10 2/4 页 11 图 3 说 明 书 附 图 CN 102938220 A 11 3/4 页 12 图 4 说 明 书 附 图 CN 102938220 A 12 4/4 页 13 图 5 说 明 书 附 图 CN 102938220 A 13 。