[发明专利]GPS与恒温晶体组合的精确同步系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种GPS与恒温晶体组合的精确同步系统，特别适合于在山区或森林覆盖区开展同步同步地球物理探测使用。

背景技术

目前，常用的同步技术有GPS同步和恒温晶体振荡器同步。GPS同步利用GPS输出的与UTC精确同步的秒脉冲信号(PPS)同步各工作系统，其优点是同步精度高、没有同步误差累积。缺点是：GPS易受地形、地物遮挡，使同步失效。而对于恒温晶体振荡器同步，由于存在频率漂移和标称频率误差，因此存在同步误差累积问题，为了解决此问题，需要经常对钟，给同步工作造成不便。

发明内容

鉴于上述，本发明的目的是提供一种GPS与恒温晶体组合的精确同步系统，它既可弥补GPS易受遮挡的缺陷，又可有效消除恒温晶体同步的累积误差，避免经常对钟的麻烦，从而提高同步系统的环境适应能力。

为此，本发明采用以下技术方案：

一种GPS与恒温晶体组合的精确同步系统，其特征在于包括：

GPS接收模块，用于产生秒脉冲信号和GPS工作状态信号；

恒温晶体振荡器，用于输出频率信号；

频率标定与校正电路，其在秒脉冲信号的控制下对恒温晶体振荡器输出的频率进行标定与校正，GPS接收模块产生的秒脉冲信号和恒温晶体振荡器输出的频率信号接入频率标定与校正电路的输入；

同步触发信号发生电路，其在GPS工作状态信号的控制下产生同步触发信号，GPS接收模块产生的秒脉冲信号和频率标定与校正电路输出的校正后的频率信号接入同步触发信号发生电路的输入；

同步触发信号发生电路在GPS工作正常时，以秒脉冲信号作为信号源产生同步触发信号；否则以校正后的恒温晶体振荡器输出频率产生同步触发信号。

GPS接收模块为授时型GPS接收模块。

当GPS工作正常时，在CPLD中用PPS信号连续标定恒温晶体振荡器输出的频率，计算频率校正码校正恒温晶体振荡器输出的频率，保证用恒温晶体振荡器产生的实时钟与GPS时钟同步；同时CPLD以PPS作为触发源产生用以同步工作的同步触发信号。

当GPS工作不正常时，CPLD停止对恒温晶体振荡器输出频率的标定与校正，以最后获得的频率校正码维持恒温晶体振荡器产生时钟的运行，同时以恒温晶体振荡器产生的时钟为触发源产生用以同步工作的同步触发信号。

本发明的优点是：当GPS工作正常时，以GPS实现高精度时间同步，同时完成对恒温晶体振荡器输出频率的标定、校正与对钟工作；当GPS工作不正常时，以校正和对钟后的恒温晶体振荡器实时钟产生同步触发信号，维持系统的同步工作。从而提高本同步系统的环境适应能力，提高工作效率。

附图说明

图1为本发明的电路原理框图；

图2为CPLD模块的功能框图；

图3为本发明的CPLD工作流程图。

具体实施方式

下面结合附图作进一步说明。

本发明为一种GPS与恒温晶体组合的精确同步系统，其组成框图请参见图1，包括授时型GPS模块1、恒温晶体振荡器2、频率标定校正和同步触发信号产生CPLD模块6、GPS模块天线8。

其中：GPS模块天线8将接收到的定位卫星发出的授时信号输入到GPS模块1中，GPS模块1在接收到卫星授时信号后，产生严格同步的GPS秒脉冲信号(PPS)4和GPS工作状态信号3，恒温晶体振荡器2产生恒温晶体振荡器输出频率信号5，CPLD模块6利用PPS信号对恒温晶体振荡器输出的频率信号进行标定和校正，并根据GPS工作状态信号3的状态，选择合适的触发源产生同步触发信号7。

CPLD模块6中包括频率标定与校正电路和同步触发信号发生电路。其中：

GPS接收模块产生的PPS信号4和恒温晶体振荡器2输出的频率信号5接入频率标定与校正电路的输入。频率标定与校正电路在PPS信号4的控制下对恒温晶体振荡器2输出的频率信号5进行标定与校正。

GPS接收模块产生的PPS信号4和频率标定与校正电路输出的校正后的频率信号接入同步触发信号发生电路的输入。同步触发信号发生电路在GPS工作状态信号3的控制下产生用于同步的同步触发信号。

同步触发信号发生电路在GPS工作正常时，以秒脉冲信号作为信号源产生同步触发信号；否则以校正后的恒温晶体振荡器输出频率产生同步触发信号。