轻武器靶道分布式全弹道测试的高精度时钟同步

摘要

在轻武器靶道分布式全弹道测试的时钟同步中,时钟同步的精度会随着节点的增多、通信路径的延长以及晶振的老化和温漂而降低,同时稳定性也随之变差。为实现靶道内分布式时钟网络±300 ns的同步精度,在研究IEEE1588协议实现原理的基础上,分析了由晶振引起的误差,使用温补晶振来抑制温漂,将带有PTP协议的交换机与主从时钟进行交互并利用透明时钟来计算驻留时间。在自主搭建的层次拓扑和线性拓扑两种不同结构的分布式网络系统中,考虑了系统运行中可能遇到的问题,使用限幅平均滤波提高了系统的抗干扰性,探究并验证了时钟同步结果出现波动的原因,并将同步精度由±300 ns提升至±30 ns。实验结果表明,在跨两级交换机的情况下,主从时钟的同步精度能长时间稳定在±120 ns,最优情况下能稳定在±30 ns,且具有较强的抗干扰能力,可满足靶道测试所需的精度级别。