一种全功能型时间同步系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及导航技术，特别涉及一种集成北斗、GPS双系统的全功能型时间同步系统，该系统适用于陆地、航海、航天和航空等领域。
【背景技术】
[0002]现有的时间同步系统的结构由于存在守时精度差、工作不稳定、性能不可靠，不能满足各个领域使用功能的需求，同时还存在输出接口通用性不强的问题；如何解决这个问题就成为了本领域的技术人员所要研究和解决的课题。
【发明内容】
[0003]本发明的目的就是为克服现有技术的不足，针对现有时间同步系统存在守时精度差以及输出接口通用性不强等问题，特别提供一种全功能型时间同步系统的设计方案。
[0004]本发明为实现上述目的，所采取的技术方案是:一种全功能型时间同步系统，其特征在于:包括北斗/GPS接收机、主控单元、PPS单元、NTP单元、PTP单元、IRIGB单元、电源单元、前面板单元和天线单元；主控单元、PPS单元、NTP单元、PTP单元、IRIGB单元和电源单元均连接到前面板单元；所述的主控单元包括ARM芯片、第二扩展模块和隔离模块；PPS单元包括第一扩展模块和电平转换电路；NTP单元包括ARM芯片、光电转换模块、第二扩展模块和隔离模块；PTP单元包括ARM芯片、光电转换模块、第二扩展模块和隔离模块；IRIGB单元包括FPGA芯片、DAC数模转换模块、程控放大电路、时钟电路、第一扩展模块、直流差分放大器、第二扩展模块和隔离模块；电源单元包括电平转换电路和隔离模块；其中北斗/GPS接收机分别连接ARM芯片和FPGA芯片，ARM芯片连接光电转换模块，时钟电路连接FPGA芯片，FPGA芯片分别连接DAC数模转换模块、程控放大电路、第一扩展模块和直流差分放大器，DAC数模转换模块连接程控放大电路，程控放大电路连接第二扩展模块，第二扩展模块连接隔离模块，第一扩展模块连接电平转换电路。
[0005]本发明所述的时间同步系统工作程序流程是:ARM芯片输出时间报文信息和控制信息给FPGA芯片，FPGA芯片接收从主控ARM芯片送来的时间信息，先将时间数据转化成直流B码的格式，直流B码在FPGA芯片中通过频率合成和调制，生成数字形式的交流B码；从外部输入的交流B码信号经过信号调整电路，把信号幅度调整到AD芯片的量程范围内，再经AD转换芯片，将模拟交流信号转换成数字格式，输入到FPGA芯片，FPGA芯片解出B码信号后，再转换成RS232格式送到主控ARM芯片；FPGA芯片对IPPS进行守时、输出格式转换处理；ARM芯片输出时间报文信息的RS232格式；网络输出板载系统软件,在系统上电后,输出板通过Flash装载系统，该系统包含NTP和PTP协议软件，接收到主控ARM芯片输出的UTC和IPPS信号后，经过网络协议包装，经过RJ45或光纤模块输出。
[0006]本发明的特点是:全功能型时间同步系统是高精度、全功能授时设备，以IPPS (空节点、TTL、485、光口)、网口(NTP、PTP协议)、IRIGB (AC码)、RS232等方式输出双频点北斗、GPS的时间、位置等信息。全功能型时间同步系统提供手动触摸按键或网络切换方式切换北斗、GPS信号的输出模式，前面板的指示灯可以及时显示此时的有效工作模式、供电、运行、同步卫星、秒脉冲、告警、外部源输入等状态；也可以通过网络监视系统的工作状态以及输出定位信息。全功能型时间同步系统后面板均为航空接插件输出口，主要分为八路空节点IPPS输出、八路TTL电平IPPS输出、八路485电平IPPS输出、八路光口 IPPS输出、四路电口 NTP输出、四路光口 NTP输出、一路电口 PTP输出、一路光口 PTP输出、两路RS232输出、八路IRIGB (AC码)输出。TTL与485电平IPPS授时精度为lus，空节点IPPS授时精度为3us ;网络NTP与PTP授时精度为局域网10ms、广域网500ms，并且提供不少于8个不同的IP地址可同时接收网络数据，包括日期时间、位置、高度、输入源、收星数、故障信息、定位状态等信息，提供Windows XPE全功能型时间同步系统的自动时间同步功能；IRIGB (AC码)授时精度为20us ；RS232可输出用户要求的协议数据。
[0007]全功能型时间同步系统采用3ul9英寸标准尺寸机箱，为密闭机箱，在研制、生产过程中均进行了环境应力筛选试验、高低温试验、交变湿热试验、振动试验、常温复核、电磁兼容试验、盐雾试验、霉菌试验,试验前后各项指标测试结果均符合精度要求,并且该精度指标在国内外均具有领先水平。全功能型时间同步系统替代了原有的GPS单系统授时、定位方式，避免了战时GPS被干扰而无法使用的弊端。
【附图说明】
[0008]图1为本发明系统连接框图；
图2为图1中核心电路原理框图；
图3为本发明系统外部授时输入信息流程图；
图4为本发明系统工作程序流程图。
【具体实施方式】
[0009]如图1和图2所示，本系统包括北斗/GPS接收机、主控单元、PPS (秒脉冲)单元、NTP (网络)单元、PTP (网络)单元、IRIGB (交流B码)单元、电源单元和前面板单元，主控单元、PPS单元、NTP单元、PTP单元、IRIGB单元和电源单元均连接到前面板单元；主控单元包括ARM芯片、第二扩展模块和隔离模块；PPS单元包括第一扩展模块和电平转换电路；NTP单元包括ARM芯片、光电转换模块、第二扩展模块和隔离模块；PTP单元包括ARM芯片、光电转换模块、第二扩展模块和隔离模块；IRIGB单元包括FPGA芯片、DAC数模转换模块、程控放大电路、时钟电路、第一扩展模块、直流差分放大器、第二扩展模块和隔离模块；电源单元包括电平转换电路和隔离模块；其中北斗/GPS接收机分别连接ARM芯片和FPGA芯片，ARM芯片连接光电转换模块，时钟电路连接FPGA芯片，FPGA芯片分别连接DAC数模转换模块、程控放大电路、第一扩展模块和直流差分放大器，DAC数模转换模块连接程控放大电路，程控放大电路连接第二扩展模块，第二扩展模块连接隔离模块，第一