[发明专利]一种通用授时校时方法

说明书

本发明涉及一种通用授时校时方法，属于GPS/BD守时技术领域。本发明的方法首先对GPS/BD模块输出的时间信息和秒脉冲信息进行采集和处理，筛选出初始时间；然后根据初始时间和后续的时间信息和秒脉冲信息进行时间更新；在GPS/BD模块丢星时，能够利用辅助时钟在之前时间的基础上进行本地守时，并且在GPS/BD模块重新捕获星历信号后，能够进行时间修正。本方法适用于不同厂家5Hz及以上更新频率的GPS/BD模块，时间输出精度达到微秒级，不仅能够进行初始时间筛选，还能在丢星时进行本地守时，丢星重捕获后进行时间修正和防止时间跳变，保证了守时信息的精度和稳定度。

技术领域

本发明属于GPS/BD守时技术领域，具体涉及一种通用授时校时方法。

背景技术

目前，随着机载航电系统的不断迭代发展，各系统及设备之间的交联关系也愈加复杂，为掌握各设备在飞行过程中的状态，需要精细的事后数据分析工作，这对数据采集记录设备的时间精度提出了更高的要求。GPS/BD卫星发送的授时和定位信号，是一种可供无数用户共享的最优时间信息来源。GPS卫星信号无线接收模块，即GPS/BD模块，用于接收包含有秒脉冲信号的GPS/BD卫星授时信息，可用做机载数据采集记录设备的授时来源。

目前主要存在以下三种守时方法：1、利用GPS模块定位的时间作为初始值，后续用本地守时，这种方法可能会导致初始定位时间不准导致时间一直有偏差，或者由于守时误差导致的时间漂移。2、一直利用GPS模块输出的时间作为本地基准，但当飞机在空中做大机动或穿越山谷时，会出现丢星导致无GPS时间信息的情况。3、当GPS定位信息有效时用GPS模块输出信息守时，无效时用本地守时，重新有效后再切换回GPS模块守时，但无法应对不同厂家GPS/BD模块在恶劣环境下产生的不同故障模式，比如时间跳变、秒脉冲不准等故障。

综上，现有的GPS/BD模块守时方法，GPS/BD信号经采集处理后，到主机模块输出的时间分辨率为毫秒级或更低，精度较低；直接采用解析的GPS/BD模块的时间信息，在模块丢星时，无法保证提供准确的时间；更无法应对不同厂家GPS/BD模块在恶劣环境下产生的不同故障模式，比如时间跳变、秒脉冲不准等故障。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明要解决的技术问题是：如何设计一种通用授时校时方法。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种通用授时校时方法，包括以下步骤：

步骤1、将GPS/BD模块接入GPS数据采集模块，并将GPS天线接到GPS/BD模块的端口；GPS数据采集模块用于通过RS-232进行定位数据的采集，采用FPGA芯片实现，GPS/BD模块的定位成功标志信号和秒脉冲信号接入FPGA芯片的I/O引脚，FPGA芯片实现对GPS/BD模块定位状态和秒脉冲信号的采集，并对数据进行编号、组包，通过双口RAM发送给计算机模块；

步骤2、FPGA芯片通过RS-232串口和I/O端口，获取GPS/BD模块输出的GPS时间、GPS/BD模块定位信号和PPS秒脉冲信号，将解析出来的GPS时间信息实时放入计算机模块的双口RAM中，其中时间信息包括年、月、日、时、分、秒、定位有效标志；并在接收到PPS秒脉冲信号的同时产生微秒信息并实时地放入所述双口RAM中；

步骤3、进行秒脉冲筛选；计算机模块实时读取双口RAM信息，GPS定位标志有效后，首先对秒脉冲进行筛选，若毫秒计数小于990就归零或者大于1000还没归零，则认为秒脉冲未通过筛选；若连续十个秒脉冲均通过筛选，则秒脉冲筛选成功进入初始时间筛选；

步骤4、进行初始时间筛选；计算机模块每秒内连续筛选5次时间，若该5次时间的年月日时分秒不变，且毫秒均在300和800之间递增，则认为该秒时间筛选通过；后一秒的时间在上一拍秒计数加1的基础上，对该秒内的时间有效性进行筛选，若连续3秒的时间均通过，则获取到GPS初始时间，后续以此时间为基准进行守时；