基于北斗/GPS的多功能时统终端设计

摘要

时间和频率是科研试验测量系统需要的十分重要的参数。试验场的时统系统要求在科研试验中为测量控制设备提供统一的、规范的时间和频率信息，还可提供重要时刻的时间标识等信号。目前，国内大部分试验场所采用的主要授时方式仍然为GPS卫星授时。在近些年，我国自主研制的北斗卫星导航系统取得了飞速发展，应用领域不断拓展。从科研试验的安全性和可靠性方面考虑，同时结合原有一些时统设备在实际工作中表现出来的一些不足，本文对采用双模授时及集成多种功能的时统终端进行了设计研究。 本文先介绍了试验场时统系统的基本结构组成，阐述了当前主流授时方式的类别和技术发展现状，并对北斗及卫星授时技术原理做了相关研究分析。通过对几种授时技术的比较，本文采用北斗和GPS双模授时技术，同时提出了以微处理器和可编程逻辑器件为核心处理模块的系统总体方案设计。然后围绕系统各模块的实现功能，详细阐述了其具体设计思路，主要包括硬件选型、电路设计以及软件设计等。详细说明了核心处理模块的外围硬件电路以及微处理器的主程序设计，分析说明了BDC码产生模块的设计原理，给出了可编程逻辑器件和微处理器程序的具体实现方法。最后对系统进行了功能和指标测试，从测试结果看，本文设计的多功能时统终端各项功能满足总体设计要求，输出BDC码同步误差优于11ns，各项指标均优于总体设计指标。 本文设计的基于北斗/GPS的多功能时统终端，系统集成度高、体积小、功耗低，采用微处理器和可编程逻辑器件协同工作的架构，既提高了系统的处理效率，又使系统的总体设计具有了很大的灵活性。该设备已经在实际工作中使用。

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