FPGA对PPS信号数字锁相生成的倍频时钟对原始测量信号进行重采样，然后在接收到触发采集的PPS信号时由串口读取此时GPS的精确授时时间，从而以时间戳的方式实现GPS组合惯导SPAN LCI 7飞行位置姿态数据与SQUID读出电路9磁测量数据的同步；工作环境监测组件8用于测量航空超导磁测量系统的辅助量，包括温湿度、气压、液氦液位等参数，并过RS485接口与串口通讯模块NI9871 5适配；SQUID读出电路9用于实现被测磁场到电量的转换，采用标准的传统磁通锁定环工作模式，共8个通道，前4个通道为一组分别连接至Delta-Sigma型ADC NI 9239A 3的四个通道，后4个通道为另一组分别连接至Delta-Sigma型ADC NI 9239B 4的四个通道，并通过与串口通讯模块NI 9871 5的剩余RS485接口中一个适配以实现控制。
[0033]从上述航空超导磁测量系统核心测控装置的工作原理，可知影响航空超导磁测量系统同步精度的因素包括:SQUID读出电路9的信号响应延迟tl、Delta-Sigma型ADC NI9239A 3和Delta-Sigma型ADC NI 9239B 4单通道的过采样延迟t2、CompactR10可重配置机箱NI CR1 9118 2进行重采样后的时间延迟t3、接收PPS信号的数字1模块NI 9402 6的时间延迟t4以及GPS组合惯导SPAN LCI 7中PPS信号与位置姿态信号的同步误差t5。
[0034]本实用新型实现航空超导磁测量系统同步精度标定的方法是结合GPS组合惯导SPAN LCI 7能直接测量加速度这一特点，在如图1所示的测控装置中引入ADXL203加速度计最小系统14以及与其配套的SAR型ADC模块NI 9223 11、函数发生器12、标准的振动测试台13 ;然后通过对比它们在同时测量同一标准振动测试台13产生的振动信号所得的加速度数据可获取到相位延迟信息，再经换算即可获得与之对应的时间信息；最后再将利用高速示波器10和函数发生器12标定后的SQUID读出电路9的响应延迟11与引入ADXL203加速度计最小系统14的延时t6和上述时间信息做代数运算即可获得所测系统的同步精度，从而完成相关的标定工作。
[0035]其中a)函数发生器12中CHl与数字1模块NI 9402 6相连，函数发生器12CH2与SAR型ADC模块NI 9223 11相连；
[0036]b) GPS组合惯导SPANLCI 7和ADXL203加速度计最小系统14插入标准测试台13Z方向的对应槽中，且ADXL203加速度计最小系统14另一端与Delta-Sigma型ADCNI 9239 A3相连；
[0037]c) ADXL203加速度计最小系统14的output端与高速示波器10的CHl端相连，而高速示波器10的CH2端则与函数发生器12与Set-Test相连，ADL203加速度计最小系统14的Set-Test端与函数发生器12相连；
[0038]d)高速示波器10中的CHl端与数字1模块NI 9402 6中CH3端相连，高速示波器10中的CH2端则与数字1模块NI 9402 6中的CHl和CH2相连。
[0039]测量接收PPS信号的数字1模块NI 9402 6的时间延迟t4的硬件框图如图2所示。首先从数字1模块NI 9402 6剩余的1 口中选择两个并设置为输出端口；然后对图1所示CompactR1开发平台重新编程使其中一个数字1接口 CH2生成频率为IKHz的方波信号，并连接至接收PPS信号的数字1 口 CHl和高速示波器10的一个通道CH2，而另一个则用于在接收PPS信号的数字1 口 CHl检测到输入的该方波信号后，输出与其同极性同周期的方波信号至高速示波器10的另一个通道CHl ;最后通过高速示波器10测量这两个方波的时间延迟，即可获得两倍于接收PPS信号数字1的延迟2xt4。
[0040]SAR型ADC模块NI 9223 11也是标准C系列模块，可工作在图1中的CompactR1开发平台中，并可按照输入的外时钟信号进行采样，主要用于采集ADXL203加速度计最小系统14的模拟输出，而测量SAR型ADC采样延迟的硬件框图如图3所示。首先让图1所示CompactR1开发平台中的数字1模块NI9402 6接收函数发生器12通道CHl产生的采样时钟(1KHz的TTL方波)，同时让函数发生器12的另一通道CH2生成标准的零相位正弦波信号，并输出到已安装在CompactR1可重配置机箱NI CR1 9118 2槽位中的SAR型ADC模块NI922311中，其频率是100Hz，而且相位同步；然后利用CompactR1可重配置机箱NICR1 9118 2背板中FPGA的计数功能在开始采集的I秒钟后开始记录2秒的采样数据；随后测量该采集数据的相位，即可经换算获得SAR型ADC模块NI 9223 11在采样过程中的延迟t7。
[0041]ADXL203加速度计最小系统14是在MEMS芯片ADXL203及其配套器件的基础上进行PCB布板后定制(PCB板需要加厚至1.6cm以上)，并包含供电电池，其带宽设置为10Hz。测量ADXL203加速度计最小系统14的响应延时t6的硬件框图如图4所示，它是利用MEMS加速度计的Self-Test功能以静电力代替机械力驱动敏感元件进行直接测量。首先将稳定工作的ADXL203加速度计最小系统14的Self-Test端口通过同轴线连接至函数发生器12和高速示波器10的通道CH2，同时将其被测通道的输出端口 Output连接至高速示波器的通道CHl ;然后在函数发生器12输出TTL电平的IHz方波信号后，利用高速示波器10测量上述输入输出信号的时间延迟，即得ADXL203加速度计最小系统14的响应延迟时间t6。
[0042]对于Delta-Sigma 型 ADC NI 9239A 3 和 Delta-Sigma 型 ADC NI 9239B 4 单通道的过采样延迟t2、CompactR10可重配置机箱NI CR1 9118 2进行重采样后的时间延迟t3以及GPS组合惯导SPAN LCI 7中PPS信号与位置姿态信号的同步误差t5，则可在ADXL203加速度计最小系统14响应延迟时间t6标定后通过单次试验就测得它们的代数和，其测量硬件框图如图5所示。首先将ADXL203加速度计最小系统14和GPS组合惯导SPAN LCI7固定于标准的振动测试台13上；然后将ADXL203加速度计最小系统14在Z轴方向的模拟输出替代SQUID读出电路9，并连接至与之适配的Delta-Sigma型ADC NI 9239A 3或Delta-Sigma型ADC NI 9239B 4中一个通道，而图1所示原系统测控装置的其他配置不变；随后使用原程序对指定时间开始采集的标准振动测试台13产生的Z轴方向正弦振动信号进行重采样；最后将重采样数据和GPS组合惯导SPAN LCI 7所测加速度数据经GPS时间戳同步后，测量两者的相位差，经换算成时间信息后再减去ADXL203加速度计最小系统14的响应延迟时间t6，即为Delta-Sigma类型ADC的过采样延迟t2、CompactR10可重配置机箱NI CR1 9118 2进行重采样后的时间延迟t3以及GPS组合惯导SPAN LCI 7中PPS信号与位置姿态信号的同步误差t5之代数和。
[0043]测量SQUID读出电路9响应延迟的硬件框图如图6所示，它是利用SQUID读出电路9自带的Test功能来测量。首先在SQUID正常工作后，在其读出电路9被测通道的Test端口加入函数发生器12产生的标准正弦波信号；然后将此输入信号和SQUID读出电路9被测通道的输出信号一起连至高速示波器10，测量两者的延迟时间，即可获得SQUID读出电路9的信号响应延迟tl。按照此方法可逐一标定S