一种具有数字授时和时钟保持功能的gps同步装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型公开一种具备较高刷新率数字授时和时钟保持功能的GPS同步装置，特别适用于水下航行体跟踪测量活动。属于水下声学定位跟踪测量技术领域。
【背景技术】
[0002]目前在水下声学定位跟踪测量技术领域，多采用GPS同步钟为外测同步式水声跟踪测量系统提供触发源，实现水声时差解算，完成水下目标的跟踪与测量。虽然GPS都具有数字授时功能和IPPS(秒脉冲)授时信号，但卫星信号一旦失锁，GPS将出现时钟漂移，不能长时间保持稳定工作，以致水声时差解算误差变大，影响同步式水声跟踪测量精度，从而造成试验数据无效及较大经济损失。目前数字化信息水声跟踪测量系统中外测系统主处理机都是使用系统时间作为数据时标，系统时标会产生较大的误差，在事后数据处理，包括与内测或其他外测系统进行数据分析时，无法找到同一时刻的数据，GPS同步钟虽然具有时钟保持功能，但不具备较高刷新率数字授时功能，不能满足数字化信息水声跟踪测量测量系统的需求。
【发明内容】
[0003]为满足信息化水声测量跟踪系统的需求，本申请设计了一种具备较高刷新率数字授时和时钟保持功能的GPS同步方法。
[0004]本实用新型是通过下结构完成的:一种具有数字授时和时钟保持功能的GPS同步装置，包括用于采集声源的声源系统、用于进行信号处理的信号处理系统、用于收发GPS信号的GPS同步设备和用于对数据信息进行信息化跟踪测量的信息化跟踪测量系统，其特征在于:所述GPS同步设备(3)设置有3个端口，一个端口连接声源系统(I)和信号处理系统(2 )，其余两个端口均连接信息化跟踪测量系统(4 )。
[0005]所述GPS同步设备(3)可分别由GPS接收芯片、GPS接收设备和北斗设备构成。
[0006]所述GPS同步设备(3)中的可编程逻辑器件用CPLD芯片和FPGA芯片分别构成。
[0007]所述GPS同步设备(3)中的GPS接收模块连接可编程逻辑器件，可编程逻辑器件设有三个端口，第一个与晶体振荡器相连接，第二个端口中的一个通过RS485、TTL、CMOS连接同步器，第三个端口与MCU连接；所述MCU —端通过RS422连接授时，另一端与GPS接收模块连接。
[0008]所述GPS同步设备(3)中的GPS接收模块与MCU采用为可双向传输数据连接形式；所述MCU与授时之间采用可双向传输数据连接形式；所述MCU与可编程逻辑器件采用可双向传输数据连接形式。
[0009]工作原理:GPS同步设备3内置的GPS接收芯片接收卫星信号，输出GPS数据和IPPS信号；可编程逻辑器件完成IPPS信号的同步、分频计数和整形功能；MCU主要完成GPS数据解算，IPPS选通信号判断，数字授时，周期选择功能，最终传输出。
[0010]本实用新型申请较好地解决了数字授时及同步保持输出问题，使用该设备后，不仅能为数字信号处理系统提高精确的触发源，也能对处理主机进行数据授时，保证数据时标的精度，同时为内外测系统的事后数据分析处理提供时统标示，提高数据效率及精度，为信息化水声跟踪系统提供有效保证。
【附图说明】
[0011]图1为实用新型设备连接图；
[0012]图2为实用新型设备工作原理图；
[0013]图3为实用新型设备应用框图；
[0014]图中标不:I一声源系统，2—彳目号处理系统，3 —GPS同步设备，4一彳目息化跟踪测量系统，4a—显控系统，4b—滤波系统，4c一数据库系统。
【具体实施方式】
[0015]结合【附图说明】对本实用新型的实施方式作如下说明:
[0016]本实用新型用于同步式水声跟踪测量系统，试验前，将设备接入系统，进行时钟周期和数字授时频率设置。在试验中出现卫星失锁事件时，不需要进行操作，设备的同步钟会自动开启时钟保持功能，为系统提供可靠的触发源和数字授时。此时显控系统4a和数据库系统ac将所收集到的数据授时和周期控制传给GPS同步设备3，GPS同步设备3将信号同步至声源系统I和信号处理系统进行处理2，并授时给滤波系统4b进行对声源数据野值解算处理；显控系统4a进行定位解算数据储存，数据库系统4c进行存储，并对设备进行控制。
[0017]GPS同步设备3接收卫星信号，输出GPS数据和IPPS信号分别至信号处理系统2和信息化跟踪测量系统4。信号处理系统2依据GPS同步信号，可以解算出水声时差，计算出目标距离和深度，跟踪测量系统绘出目标的航行轨迹。
[0018]具体的，GPS同步设备3内置的GPS接收模块将数据同时传给数据控制单元和同步控制单元进行数据处理，数控单元进行数据解并算判定状态后将数据传输给同步控制单元的同步电路，同步电路再传输给分频计数处理，分频计数处理后分别传送给整形电路和数据控制单元中的数字授时和整形电路，数据控制单元中的周期选择进行选择处理后将数据传给整形电路，最终由整形电路整理后传输出，系统主机快速接收到高数据刷新率的授时信息，完成试验数据的时间标记。
[0019]本实用新型装置在卫星失锁后，通过GPS同步设备(3)内的GPS接收芯片接收卫星信号，输出GPS数据和IPPS信号；可编程逻辑器件完成IPPS信号的同步、分频计数和整形功能；MCU主要完成GPS数据解算，IPPS选通信号判断，数字授时，周期选择功能，最终传输出，保持在卫星失锁后仍可长时间保持同步输出相对稳定的时钟周期信号，为信号处理系统提供可靠的触发源，实现较高的刷新频率数字授时，同时为信息化系统提供数字时间信息。
【主权项】
1.一种具有数字授时和时钟保持功能的GPS同步装置，包括用于采集声源的声源系统、用于进行信号处理的信号处理系统、用于收发GPS信号的GPS同步设备和用于对数据信息进行信息化跟踪测量的信息化跟踪测量系统，其特征在于:所述GPS同步设备(3)设置有3个端口，一个端口连接声源系统(I)和信号处理系统(2)，其余两个端口均连接信息化跟踪测量系统(4)。
2.根据权利要求1所述的一种具有数字授时和时钟保持功能的GPS同步装置，其特征在于:所述GPS同步设备(3)可分别由GPS接收芯片、GPS接收设备和北斗设备构成。
3.根据权利要求1所述的一种具有数字授时和时钟保持功能的GPS同步装置，其特征在于:所述GPS同步设备(3)中的可编程逻辑器件用CPLD芯片和FPGA芯片分别构成。
4.根据权利要求1所述的一种具有数字授时和时钟保持功能的GPS同步装置，其特征在于:所述GPS同步设备(3)中的GPS接收模块连接可编程逻辑器件，可编程逻辑器件设有三个端口，第一个与晶体振荡器相连接，第二个端口中的一个通过RS485、TTL、CMOS连接同步器，第三个端口与MCU连接；所述MCU —端通过RS422连接授时，另一端与GPS接收模块连接。
5.根据权利要求1或4所述的一种具有数字授时和时钟保持功能的GPS同步装置，其特征在于:所述GPS同步设备(3)中的GPS接收模块与MCU采用为可双向传输数据连接形式；所述MCU与授时之间采用可双向传输数据连接形式；所述MCU与可编程逻辑器件采用可双向传输数据连接形式。
【专利摘要】本实用新型公开一种具有数字授时和时钟保持功能的GPS同步装置，它通过GPS同步设备保持在卫星失锁后仍可长时间保持同步输出稳定的时钟周期信号，为信号处理系统提供稳定可靠的触发源，实现较高的刷新频率数字授时，并为信息化系统提供精确的时间信息；本装置较好地解决了数字授时及同步保持输出问题，为数字信号处理系统提高精确的触发源，保证数据时标的精度，提高数据分析处理效率及精度，具有实现简单、可行性强、维护便利、校准精度高特点。
【IPC分类】G01S19-36, G01S19-27
【公开号】CN204422759
【申请号】CN201520140284
【发明人】王琨, 汤志峰
【申请人】中国船舶重工集团公司七五○试验场
【公开日】2015年6月24日
【申请日】2015年3月12日