[发明专利]多模多机X通道可编程脉冲同步控制方法及装置

说明书

技术领域

本发明属于航空航天的电子信息技术领域，尤其是一种多模多机X通道可编程脉冲同步控制方法及装置。

背景技术

高精度授时模块一般使用卫星定位导航系统的授时功能，给出准确的时间脉冲信息。利用授时终端完成与导航系统之间的时间和频率同步。

但是现有技术中，当多机不同时开机时，其输出的可编程脉冲波形没有办法达到完全同步，这样使各系统之间的同步精度大大降低。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种多模多机X通道可编程脉冲同步控制方法及装置，用于接收GPS、COMPASS卫星信号，把卫星定位数据分别通过两路串行通讯标准发送出去，同时送出电平秒脉冲信号各1路、定位后的TTL电平秒脉冲4路。利用授时终端，完成与导航系统之间的时间和频率同步，能够提供数十纳秒级的时间同步精度，并且可以使多机不同时开机，而输出的可编程脉冲波形同步。

本发明的目的是通过以下技术方案来解决的：

这种多模多机X通道可编程脉冲同步控制方法，以某一固定时间为基准，将当前时间与设置时间均求差得到偏基时间，再求出两个偏基时间的差值，转换单位到秒，再利用该通道的周期长度来求得当前时刻所在脉冲周期状态。

进一步，以上方法具体通过以下步骤实现：

(1)利用GPS时间及秒脉冲来找同步基准；

将授时模块的PPS信号输入给FPGA及MCU，便于寻找基准；并将授时模块的串口输入给MCU，以便提取年月日时分秒；

(2)利用MCU来处理GPS时间同步及脉冲参数设置；

提取GPS模块输出的GPS时间：年Yearc，月Monc，日Dayc，时Hc，分Mc，秒Sc；提取设置参数得到输出脉冲设置参数：周期T0、延迟D0、脉宽W0；提取设置参数得到输出脉冲相对时基：年Yearu，月Monu，日Dayu；

建立基准时间：年Yearb，月Monb，日Dayb，，时Hb，分Mb，秒Sb；

计算当前时间相对于基准的偏差：周数Week1+周秒数Tow1；

Week1+Tow1＝(Yearc，Monc，Dayc，，Hc，Mc，Sc+5)-(Yearb，Monb，Dayb，，Hb，Mb，Sb)；

计算设置时间相对于基准的偏差：周数Week2+周秒数Tow2；

周数Week2+周秒数Tow2＝(Yearu，Monu，Dayu，0，0，0)-(Yearb，Monb，Dayb，，Hb，Mb，Sb)；

求设置时间与当前时间的差值diff_tow，单位为秒：

diff_tow＝(Week1，Tow1)-(Week2+Tow2)；

利用设置的周期，求出当前时刻的状态cur_tick：

cur_tick＝diff_tow/T0；

(3)控制FPGA配置及开关；

设置状态到FPGA：设置T0、D0、W0、cur_tick到FPGA；等待GPS时间到Yearc，Monc，Dayc，，Hc，Mc，Sc+5；通知FPGA启动；

(4)利用FPGA及外置高精度晶振来生成所需要波形；

FPGA根据外部的pps输入产生内部1pps和1ms的基准脉冲：

1pps和1ms的基准脉冲保持同步时序关系；FPGA启动相应的控制计数器：

FPGA接收到启动命令后检测随后第一个到来的pps，然后启动相应的秒周期计数器和毫秒计数器；秒周期计数器自启动后根据1pps的基准脉冲以周期T0循环计数，毫秒计数器在秒周期计数器的起始时刻在满足毫秒计数器＜＝(D0+W0)时根据1ms的基准脉冲计数。

FPGA根据计数器产生相应的脉冲电平：

当毫秒计数器＞D0，且毫秒计数器＜＝(D0+W0)时，产生高电平，其他情况产生低电平。

本发明还提出一种实现上述方法的装置，包括微处理器，所述微处理器连接有GPS模块、FPGA、晶振、JTAG调试接口、双色发光管、RS-232通讯接口和RS-422通讯接口；所述GPS模块还与FPGA连接；所述FPGA连接有有源晶振、JTAG调试接口、RS-422电平秒脉冲转换和RS-232电平秒脉冲转换；所述FPGA还通过驱动器连接有四路SMAPPS输出。

上述微处理器采用ATMEL公司的ATXMEGA64A1-AU。

上述GPS模块采用UGB-RT板卡，其GPS接收天线采用外置天线的接收方式。

本发明具有以下有益效果：