基于北斗/GPS的多功能时统终端设计
发布时间：2021-10-25 22:44
时间和频率是科研试验测量系统需要的十分重要的参数。试验场的时统系统要求在科研试验中为测量控制设备提供统一的、规范的时间和频率信息,还可提供重要时刻的时间标识等信号。目前,国内大部分试验场所采用的主要授时方式仍然为GPS卫星授时。在近些年,我国自主研制的北斗卫星导航系统取得了飞速发展,应用领域不断拓展。从科研试验的安全性和可靠性方面考虑,同时结合原有一些时统设备在实际工作中表现出来的一些不足,本文对采用双模授时及集成多种功能的时统终端进行了设计研究。本文先介绍了试验场时统系统的基本结构组成,阐述了当前主流授时方式的类别和技术发展现状,并对北斗及卫星授时技术原理做了相关研究分析。通过对几种授时技术的比较,本文采用北斗和GPS双模授时技术,同时提出了以微处理器和可编程逻辑器件为核心处理模块的系统总体方案设计。然后围绕系统各模块的实现功能,详细阐述了其具体设计思路,主要包括硬件选型、电路设计以及软件设计等。详细说明了核心处理模块的外围硬件电路以及微处理器的主程序设计,分析说明了BDC码产生模块的设计原理,给出了可编程逻辑器件和微处理器程序的具体实现方法。最后对系统进行了功能和指标测试,从测试结...
【文章来源】：大连理工大学辽宁省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：61 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图1.1时统系统的组成
- 3 -Fig. 1.2 Structure of time system of test site前授时的主要方式有：无线电方式授时、网络方式授时、卫星方式授时、式授时等。无线电方式授时，主要包括短波频率授时、长波频率授时；网络为 NTP 网络授时和 PTP 网络授时；卫星方式授时，主要包括 GPS 授时、GL北斗授时；标准时间码方式授时，可细分为 IRIG-A 码授时、IRIG-B 码授 码授时。1）无线电授时
基于北斗/GPS 的多功能时统终端设计BPM 短波授时是世界上最早研究使用的无线电授时方法，由于其信号覆盖范围广、发射接收装置简单、价格低廉、用户使用方便，还具有战时顽存性等特点，因此至今仍然被许多国家所采用。短波授时顾名思义，就是利用短波电波传递时间、频率的标准信号，频率为 3～30MHz 之间。根据传播路径区分，短波授时可分为天波授时和地波授时，虽然地波授时的信号稳定度相对好些，但只能在约百公里范围内使用，而天波授时依靠电离层的反射进行传播，范围更广，因此通常主要使用天波授时，如图 1.3 所示。早在1910 年，法国和德国最先利用短波无线电台进行时间信号的发播，开创了利用短波无线电信号授时的新时期。随后，世界各国也陆续建立短波授时台，开展了相关的授时服务。我国的短波授时台在上世纪 70 年代初建设完成，80 年代初正式被批准开始短波授时服务，呼号 BPM。1995 年实施首次升级改造，采用固态发射机替换电子管发射机；2014年进行第二次升级改造，数据调整采用副载波，同时增加了时码数据发播功能[3]。
【参考文献】：
期刊论文
[1]Progress and performance evaluation of Bei Dou global navigation satellite system: Data analysis based on BDS-3 demonstration system[J]. Yuanxi YANG,Yangyin XU,Jinlong LI,Cheng YANG. Science China（Earth Sciences）. 2018(05)
[2]用现场可编程门阵列设计IRIG-B码信号产生器[J]. 范晓东,王宇,陈伟. 导航定位学报. 2016(03)
[3]基于NTP协议的物联网时间同步设备的设计与实现[J]. 肖蕾,崔建峰. 邵阳学院学报(自然科学版). 2016(03)
[4]基于PTP协议的提高工业以太网时钟同步精度的方法研究[J]. 卓岩,白涛. 化工自动化及仪表. 2016(09)
[5]基于PTP协议的分布式数据采集系统可行性分析[J]. 顾小萍,谭跃刚,吴浩然. 舰船电子工程. 2016(06)
[6]NTP和PTP协议的时间同步误差分析[J]. 陈希,滕玲,高强,汪洋,王妙心,郑宝. 宇航计测技术. 2016(03)
[7]北斗RNSS-RDSS组合模糊度解算方法[J]. 赵姣姣,曲江华,袁洪. 测绘学报. 2016(04)
[8]基于FPGA的IRIG-B编解码设计与实现[J]. 田园,李大鹏,蒲恺,李玉发. 计算机测量与控制. 2016(03)
[9]Measuring Absolute Delay of RNSS Signal Channel Using Digital Envelope Detection[J]. 崔小准,李懿,武向军,陈宇,樊永军. Journal of Donghua University（English Edition）. 2013(02)
[10]BPL授时发播系统天线物理特性的研究[J]. 刘建国,高万明,陈广林. 现代电子技术. 2012(09)
硕士论文
[1]GPS/北斗授时系统软件的设计与实现[D]. 杨玉婷.重庆大学 2013
[2]基于北斗二号/GPS授时的靶场时间统一系统设计[D]. 龚小维.南京理工大学 2013
[3]基于PTP协议的高精度网络时间同步系统的设计与实现[D]. 李红亮.天津大学 2012
[4]基于FPGA的IRIG-B码解码设计[D]. 张明迪.哈尔滨工程大学 2011
[5]基于以太网的网络化时间统一系统的研究及实现[D]. 王康.中国科学院研究生院（国家授时中心） 2010
[6]基于FPGA的靶场时间统一系统[D]. 杨蕾.中国科学院研究生院（国家授时中心） 2004
本文编号：3458302
【文章来源】：大连理工大学辽宁省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：61 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图1.1时统系统的组成
- 3 -Fig. 1.2 Structure of time system of test site前授时的主要方式有：无线电方式授时、网络方式授时、卫星方式授时、式授时等。无线电方式授时，主要包括短波频率授时、长波频率授时；网络为 NTP 网络授时和 PTP 网络授时；卫星方式授时，主要包括 GPS 授时、GL北斗授时；标准时间码方式授时，可细分为 IRIG-A 码授时、IRIG-B 码授 码授时。1）无线电授时
基于北斗/GPS 的多功能时统终端设计BPM 短波授时是世界上最早研究使用的无线电授时方法，由于其信号覆盖范围广、发射接收装置简单、价格低廉、用户使用方便，还具有战时顽存性等特点，因此至今仍然被许多国家所采用。短波授时顾名思义，就是利用短波电波传递时间、频率的标准信号，频率为 3～30MHz 之间。根据传播路径区分，短波授时可分为天波授时和地波授时，虽然地波授时的信号稳定度相对好些，但只能在约百公里范围内使用，而天波授时依靠电离层的反射进行传播，范围更广，因此通常主要使用天波授时，如图 1.3 所示。早在1910 年，法国和德国最先利用短波无线电台进行时间信号的发播，开创了利用短波无线电信号授时的新时期。随后，世界各国也陆续建立短波授时台，开展了相关的授时服务。我国的短波授时台在上世纪 70 年代初建设完成，80 年代初正式被批准开始短波授时服务，呼号 BPM。1995 年实施首次升级改造，采用固态发射机替换电子管发射机；2014年进行第二次升级改造，数据调整采用副载波，同时增加了时码数据发播功能[3]。
【参考文献】：
期刊论文
[1]Progress and performance evaluation of Bei Dou global navigation satellite system: Data analysis based on BDS-3 demonstration system[J]. Yuanxi YANG,Yangyin XU,Jinlong LI,Cheng YANG. Science China（Earth Sciences）. 2018(05)
[2]用现场可编程门阵列设计IRIG-B码信号产生器[J]. 范晓东,王宇,陈伟. 导航定位学报. 2016(03)
[3]基于NTP协议的物联网时间同步设备的设计与实现[J]. 肖蕾,崔建峰. 邵阳学院学报(自然科学版). 2016(03)
[4]基于PTP协议的提高工业以太网时钟同步精度的方法研究[J]. 卓岩,白涛. 化工自动化及仪表. 2016(09)
[5]基于PTP协议的分布式数据采集系统可行性分析[J]. 顾小萍,谭跃刚,吴浩然. 舰船电子工程. 2016(06)
[6]NTP和PTP协议的时间同步误差分析[J]. 陈希,滕玲,高强,汪洋,王妙心,郑宝. 宇航计测技术. 2016(03)
[7]北斗RNSS-RDSS组合模糊度解算方法[J]. 赵姣姣,曲江华,袁洪. 测绘学报. 2016(04)
[8]基于FPGA的IRIG-B编解码设计与实现[J]. 田园,李大鹏,蒲恺,李玉发. 计算机测量与控制. 2016(03)
[9]Measuring Absolute Delay of RNSS Signal Channel Using Digital Envelope Detection[J]. 崔小准,李懿,武向军,陈宇,樊永军. Journal of Donghua University（English Edition）. 2013(02)
[10]BPL授时发播系统天线物理特性的研究[J]. 刘建国,高万明,陈广林. 现代电子技术. 2012(09)
硕士论文
[1]GPS/北斗授时系统软件的设计与实现[D]. 杨玉婷.重庆大学 2013
[2]基于北斗二号/GPS授时的靶场时间统一系统设计[D]. 龚小维.南京理工大学 2013
[3]基于PTP协议的高精度网络时间同步系统的设计与实现[D]. 李红亮.天津大学 2012
[4]基于FPGA的IRIG-B码解码设计[D]. 张明迪.哈尔滨工程大学 2011
[5]基于以太网的网络化时间统一系统的研究及实现[D]. 王康.中国科学院研究生院（国家授时中心） 2010
[6]基于FPGA的靶场时间统一系统[D]. 杨蕾.中国科学院研究生院（国家授时中心） 2004
本文编号：3458302
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