在靶场测试中,天幕靶是一种测量飞行目标到达预定位置时刻的仪器。但是,随着测试技术的发展,试验中对弹药威力效能评估的需求逐渐增多,而且在广阔领域中进行外弹道多点测速时,数据会比较难处理。针对天幕靶应用中存在的不足,设计一种具有远程监控手段,统一的时刻基准以及智能化的电源功能的天幕靶信号处理装置显得非常重要。本文深入地分析了天幕靶信号处理装置的实际需求,针对其靶场测试中所要求的安全性,稳定性,低功耗,高精度,可靠性等因素提出了天幕靶信号处理装置的总体解决方案。基于GPS的授时技术,完成了整个天幕靶信号处理装置中对弹丸飞行速度的采集,在GPS秒脉冲功能以及高精准的时钟系统配合下对其弹丸触发天幕的时间进行了更精确的描述；将这些数据信息通过ZigBee无线控制网络传输回上位机中以待工作人员的指示,在IAR Embedded Workbench(EW)为开发工具的平台上完成了应用程序开发,包括了串口通信,弹丸飞行速度的采集,温度的采集等程序。另外,在以前天幕靶配套电源的基础上设计了智能电源模块,使得电源在工作的同时对其电压电流进行监控,以免电压电流过低引起整个测试系统工作不稳定天幕靶处于空闲状态时电源停止供电。最后对其进行了模拟实验,验证了该方案的可行性和可靠性。实验结果表明,采用GPS授时技术提高了整个测试系统的测试精度,在其秒脉冲作用下保证了采集到的弹丸触发天幕的时间可达到微妙级;同时在广阔的靶场领域ZigBee的无线控制技术使得通信距离达到了200m,智能电源供电时间可达15个小时。