【摘 要】
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在航天发射和武器靶场测试等一些领域,时间统一系统是其非常关键的组成部分。随着现代电子技术的飞速发展以及北斗导航系统近年来的不断完善,在武器靶场测试领域对于时间统一系统的精确度、稳定性、多功能性等方面提出了更高的要求。针对这些方面的需求,应用FPGA技术结合北斗卫星导航系统,研究并实现了一种高精度、易携带、稳定性高的多路授时系统,并最终通过一系列测试对设计的授时系统性能进行了验证。通过对现有的授时方
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在航天发射和武器靶场测试等一些领域,时间统一系统是其非常关键的组成部分。随着现代电子技术的飞速发展以及北斗导航系统近年来的不断完善,在武器靶场测试领域对于时间统一系统的精确度、稳定性、多功能性等方面提出了更高的要求。针对这些方面的需求,应用FPGA技术结合北斗卫星导航系统,研究并实现了一种高精度、易携带、稳定性高的多路授时系统,并最终通过一系列测试对设计的授时系统性能进行了验证。通过对现有的授时方法进行了对比和分析,详细阐述了北斗卫星授时原理与北斗卫星的守时原理,应用北斗+IRIG-B码授时方式完成了一种多路同步授时仪的设计。介绍了授时系统中重要器件的选型,包括选择合适的ARM处理器来完成恒温晶振的同步算法,以及选取合适的FPGA主控芯片来完成IRIG-B码的编码与解码算法。同时也完成了系统整体原理图的设计,展示了PCB板卡的设计结果。论文重点介绍了定位授时系统的逻辑设计。主要包括输入模块、IRIG-B码编码算法模块、IRIG-B解码算法模块、北斗IRIG-B码优先级选择与时钟同步模块、SPI发送与输出模块、时间信息存储模块、时间延迟与输出模块等各个模块详细的代码设计。采用Verilog语言作为逻辑开发的语言,利用Quartus II软件作为开发工具,对上述模块进行开发,解决了系统内部逻辑的相关问题。当检测到输入模块中任意一路信号有效时,将此时的时间信息保存等待延迟模块是否存在时间延迟指令,检测完成后将精准的时间信息通过输出模块输出到外部显示屏进行显示。经过测试该系统的定位功能精度可达2m,在丢失授时信号24小时后,其守时误差不超过30微秒,且该系统设计的体积小,重量低。完全满足了光电靶场测试中对仪器体积小,精度高,多功能,易操作的使用要求,且在其他相关领域该系统也具有一定实用价值。
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