一种采集BPM短波信号进行显示并校时的方法与流程

本发明涉及数字信号处理技术领域，具体涉及一种采集bpm短波信号进行显示并校时的方法。

背景技术：

目前，世界上已有包括美国的gps、俄罗斯的glonass、中国的北斗、欧洲的galileo等在内的多种卫星导航系统，被称为全球导航卫星系统(gnss)，可用于向全世界提供时间校准等服务。gnss系统主要依靠卫星播发时基信号，所以各国大都使用短波授时作为一种辅助手段，在适用的场景下进行短波授时。

短波信息较为复杂，种类也各式各样，除bpm短波信号外，还有bsf、ata、jjy、msf、wwv/h等数十种，而在国内，对bpm短波的采集与辨认尤为重要。

目前常使用的bpm短波校时方式，主要通过调整接收门限电平时对秒时号进行监听的方式。因没有直观的观测方式，主要依靠操作者个人经验进行控制，常常需要较长时间才能完成同步，所需时间长，校时效率低。

技术实现要素：

本发明针对现有技术存在的不足，提供一种采集bpm短波信号进行显示并校时的方法，其应用时，可以解决当前bpm短波校时困难，且校时速度慢的问题，有效提高bpm短波校时的速度和效率。

本发明通过以下技术方案实现：

一种采集bpm短波信号进行显示并校时的方法，包括以下步骤：

s1、利用短波接收机接收短波授时信号，并进行限幅处理；

s2、通过预选器选择出短波接收机处理后的短波授时信号中bpm信号所在频段的短波数字信号进行再处理，并发送至fpga处理器；

s3、fpga处理器对接收的短波数字信号进行波形整形、信号筛选和脉冲计数，将计数信息发送至显示器进行显示：其中，fpga处理器的信号筛选过程包括对bpm信号中符合秒时号格式和分标志格式的信号筛选，脉冲计数过程包括对秒时号进行计数；

s4、操作者对照显示器显示的计数信息，通过门限调整器调整步骤s2中短波数字信号的门限电平，过滤杂波，保留有效bpm信号，直至显示器上显示一秒一次的规律秒时号；

s5、在分标志时刻到来时，fpga处理器自动进行时间校准，并将校准后的时间通过显示器进行显示。

优选地，在步骤s1中，所述短波接收机设有短波天线，可接收2.5mhz、5mhz、10mhz、15mhz的信号。

优选地，在步骤s2中，预选器选出所需信号，抑制带外干扰及镜像频率信号，在混频器中与本振混频后得到中频信号，送入对数检波放大器进行检波并输出幅度信号，再经比较器比较后输出数字ttl电平信号。

优选地，在步骤s3中，fpga处理器接收到ttl电平信号后，对ttl电平信号波形进行整形，将连接在一起的信号进行综合，综合后的信号按照bpm信号的秒时号标准10ms和分标志信号300ms标准进行脉宽对比，并以20％容差进行脉冲筛选，对筛选后的符合秒时号格式的脉冲进行计数。

优选地，在步骤s5中，fpga处理器通过判断秒时号的后延进行时间校准，其自动校准时间的过程包括：

s51、对筛选后的信号进行判断，判定其是否符合分标志格式；

s52、对符合分标志格式的信号进行延时判断，判定延时是否符合要求，若不符合要求，则将秒时号计数清零；

s53、若延时符合要求，则判断秒时号计数是否达到要求，若秒时号计数未达到要求，则将秒时号计数清零；

s54、若秒时号计数达到要求，则根据秒时号的累计情况进行分校准，最终完成时间的自动校准。

本发明具有如下的优点和有益效果：

1、本发明一种采集bpm短波信号进行显示并校时的方法，可通过显示器实时显示fpga处理器处理的bpm短波信号，加快bpm接收门限电平调节速度。

2、本发明一种采集bpm短波信号进行显示并校时的方法，不需要监听bpm秒时号就可以完成时间校准。

3、本发明一种采集bpm短波信号进行显示并校时的方法，针对短波信号特征进行筛选，对已标记的信号继承采纳，加快校时速度，可在1分钟内完成时间校准，有效提高bpm短波校时的速度和效率。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：

图1为本发明的步骤框图；

图2为本发明的fpga处理器的处理流程图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。

实施例

一种采集bpm短波信号进行显示并校时的方法，包括以下步骤：

s1、利用短波接收机接收短波授时信号，并进行限幅处理；

s2、通过预选器选择出短波接收机处理后的短波授时信号中bpm信号所在频段的短波数字信号进行再处理，并发送至fpga处理器；

s3、fpga处理器对接收的短波数字信号进行波形整形、信号筛选和脉冲计数，将计数信息发送至显示器进行显示：其中，fpga处理器的信号筛选过程包括对bpm信号中符合秒时号格式和分标志格式的信号筛选，脉冲计数过程包括对秒时号进行计数；

s4、操作者对照显示器显示的计数信息，通过门限调整器调整步骤s2中短波数字信号的门限电平，过滤杂波，保留有效bpm信号，直至显示器上显示一秒一次的规律秒时号；一般来说，当前选择频率处的杂波功率低于bpm信号功率，且bpm信号功率大小具有一致性，因此可通过门限调整器尽可能地过滤杂波，保留有效的bpm信号；

s5、在分标志时刻到来时，fpga处理器自动进行时间校准，并将校准后的时间通过显示器进行显示。

具体实施时，操作者只需要对照着观察显示器显示的秒时号，通过调整门限调整器，使显示器上显示一秒一次的规律秒时号即可，此后fpga处理器就可以自动完成时间校准，通过这种直观的观测方式，操作者不需要对秒时号进行监听，也就不需要过多的依靠操作者的个人经验，同时，针对短波信号特征进行筛选，对已标记的信号继承采纳，加快校时速度，最快可在1分钟内完成时间校准，可以有效提高bpm短波校时的速度和效率。

在步骤s1中，所述短波接收机设有短波天线，可接收2.5mhz、5mhz、10mhz、15mhz的信号，常见的短波接收机均通过射频电缆与短波天线相连，接收处理短波授时信号，短波天线是一宽带鞭状天线，其工作频率2mhz～30mhz。

在步骤s2中，预选器选出所需信号，抑制带外干扰及镜像频率信号，在混频器中与本振混频后得到中频信号，送入对数检波放大器进行检波并输出幅度信号，再经比较器比较后输出数字ttl电平信号。

在步骤s3中，fpga处理器接收到ttl电平信号后，对ttl电平信号波形进行整形，将连接在一起的信号进行综合，综合后的信号按照bpm信号的秒时号标准10ms和分标志信号300ms标准进行脉宽对比，并以20％容差进行脉冲筛选，对筛选后的符合秒时号格式的脉冲进行计数。bpm时号超前utc时刻20ms，且其分标志信号宽度(为300ms)和秒时号宽度(为10ms)的综合特征具有唯一性，因此本发明主要通过对该特征进行筛选唯一确定bpm短波信号。

当设置频率与接收的bpm短波信号频率一致时，调节门限调整器即可在一定程度上确保收到的信号以bpm短波信号为主。

当在1秒内间隔内收到多个信号时，表明当前杂乱信号较多，当在1秒内间隔内收到信号仅1个且每秒内呈现规律出现时，表明已经正确收到bpm短波信号，此时即可通过判断秒时号的后延进行时间校准。

按照校时方案，对满足要求的秒时号进行延时对比，当延时为1s±2ms时，则可判定为当前秒时号为正常秒时号。

因秒时号有丢失的可能性，并且在正常的秒时号间可能出现与秒时号格式近似的信号，因此通过累加算法进行秒脉冲累计，在分标志时刻，根据秒时号的累计情况确认分信号的准确性，实现分信号校准的目的。

在步骤s5中，fpga处理器通过判断秒时号的后延进行时间校准，其自动校准时间的过程包括：

s51、对筛选后的信号进行判断，判定其是否符合分标志格式；

s52、对符合分标志格式的信号进行延时判断，判定延时是否符合要求，若不符合要求，则将秒时号计数清零；

s53、若延时符合要求，则判断秒时号计数是否达到要求，若秒时号计数未达到要求，则将秒时号计数清零；

s54、若秒时号计数达到要求，则根据秒时号的累计情况进行分校准，最终完成时间的自动校准。

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。