应用GPS系统的卫星授时装置研究

摘要

本文从硬件和软件设计两个方面，详细介绍该系统的实现。在硬件选择上，由于PIC系列微控制器有抗干扰能力强，性能价格比高等优点，被选为主控制器应用到中央处理单元。GPS时间同步装置主要分GPS信息预处理单元、B码解码单元、同步信号守时电路、同步脉冲信号选择单元、时间信息通信接口和B码编码电路等。其中GPS信息预处理单元提取同步脉冲PPS及时间信息等；B码解码单元用于读取其他时间同步装置传送的B码信息并提取同步脉冲PPS；同步信号守时电路用于装置内部自身产生同步信号，当有外部时间信息输入时，该电路对自身的脉冲进行校正；同步脉冲信号选择单元用于控制同步脉冲的输出方式；时间信息通信接口、B码编码电路用于同步时间信息输出编码。在软件方面，我们介绍了GPS预处理单元、时间同步脉冲守时单元和同步脉冲信号选择单元的软件设计思路。装置经过测试，具有精度高，操作简便，扩展灵活等特点，已批量投放市场。 论文最后指出了同步授时装置存在的不足：一是精度有待于进一步提高，二是过分依赖GPS系统，应考虑与其他卫星授时系统(特别是我国的北斗卫星导航系统)的兼容性问题。

目录

文摘

英文文摘

论文说明：符号说明

声明

第一章绪论

1.1引言

1.2授时技术的现状与发展趋势

1.2.1授时技术的种类

1.2.2卫星授时的发展及作用

1.3标准时间简介

1.4论文的主要内容

第二章电力系统自动化中传统时间同步方法综合分析

2.1时间同步的作用

2.2传统时间同步方法及存在的问题

2.2.1传统时间同步方法

2.2.2传统时间同步方法存在的问题

第三章基于GPS系统的时间同步方法

3.1 GPS全球定位系统概述

3.1.1 GPS系统的组成

3.1.2 GPS导航系统定位及授时的基本原理

3.1.3 GPS系统的主要特点

3.1.4 GPS系统的主要用途

3.2 GPS时间同步方法

3.2.1时间同步装置原理

3.2.2高精度GPS时间同步装置设计应注意的问题

3.3系统误差校正

3.3.1 GPS伪脉冲屏蔽

3.3.2晶体时钟的精确测量

3.3.3余数分摊策略

3.3.4同步时钟校准

3.3.5 1PPS时钟预审查

3.3.6 GPS失效

3.4本章小结

第四章基于GPS时间同步装置的研制

4.1 GPS-S01型授时装置简介

4.2 GPS-S01型授时装置的结构

4.2.1系统的组成原理及授时方式

4.2.2系统的组成单元

4.2.3主时钟的插件式总体结构

4.2.4主时钟的天线

4.2.5主时钟的操作显示部分

4.2.6主时钟的输出接口

4.3 GPS时间同步装置硬件电路设计

4.3.1单片机微控制器的选取

4.3.2 GPS预处理单元的硬件设计

4.3.3 B码简介及解码单元的硬件设计

4.3.4时间同步脉冲守时单元的硬件设计

4.3.5同步脉冲信号选择单元的硬件设计

4.3.6同步时间信息输出单元的硬件设计

4.4 GPS同步授时装置的软件设计

4.4.1 GPS预处理单元软件设计

4.4.2时间同步脉冲守时单元的软件设计

4.4.3同步脉冲信号选择单元的软件设计

4.5 GPS-S01型授时装置的特点

4.6 GPS-S01型授时装置的用途

4.7本章小结

第五章总结与展望

5.1总结

5.2展望

参考文献

附录

致谢