基于GPS时钟同步系统的实现与应用

发布时间：2017-08-17 18:28

  本文关键词：基于GPS时钟同步系统的实现与应用

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【摘要】：随着科学技术的发展,高精度的时钟同步系统广泛运用于各个领域,尤其在国防领域中,时钟同步至关重要。互联网的高速发展,时钟同步也必不可少,NTP时钟同步被广泛使用,网络上的各台计算机可以利用NTP服务器进行时钟调整,从而实现计算机之间的时钟同步。然而NTP授时精度有限,无法满足所有的授时需求。本文利用GPS设计了一套时钟同步系统,从而提高授时精度。 本文主要研究了GPS时钟同步的相关原理,结合GPS时钟同步原理,设计和实现了一套时钟同步系统,并将GPS时钟同步系统运用于雷达时标评测系统中。本文完成的主要工作如下： 首先研究了GPS时钟同步的相关原理、GPS系统的组成以及GPS的时钟同步的实现方式,并结合GPS接收机设计了GPS时钟同步系统。其次,在GPS时钟同步系统的设计基础上,对GPS时钟同步系统进行模块划分。在该时钟同步系统中,使用了最小二乘法处理高精度时间,并对GPS时钟同步系统进行相应的优化。GPS时钟同步系统采用脉冲同步方式,利用GPS接收机提供的秒脉冲,通过示波器观测GPS脉冲和响应GPS脉冲中断的时延,表明GPS时钟同步系统精度为20us。最后,通过GPS时钟同步系统测量了NTP授时精度,测量结果表明NTP授时精度为10毫秒级,然而在雷达时标评测系统中,需要时间精度为0.1毫秒级,NTP的时间精度无法满足,需要利用GPS时钟同步系统获取更高精度的时间。利用GPS时钟同步系统,雷达时标评测系统通过统计所有雷达扫描目标时刻与预估扫描目标时刻的时间差,评估雷达时标设备。
【关键词】：GPS 时钟同步 最小二乘法 脉冲同步 NTP
【学位授予单位】：北京邮电大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：P228.4
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 第一章 绪论9-14
• 1.1 时间和时间的计量方法9-10
• 1.2 时钟同步相关技术的发展10-11
• 1.3 研究目的及意义11-12
• 1.4 国内外研究现状12-13
• 1.5 论文计划13-14
• 第二章 GPS系统和GPS时钟同步相关技术研究14-19
• 2.1 GPS系统介绍14-16
• 2.1.1 GPS系统组成14-16
• 2.2 GPS时钟同步技术16
• 2.3 GPS时钟同步实现方式16-18
• 2.3.1 串行同步方式16-17
• 2.3.2 脉冲同步方式17-18
• 2.4 本章小结18-19
• 第三章 GPS时钟同步设计方案19-25
• 3.1 GPS时钟同步原理19-20
• 3.2 GPS时钟同步系统总体构思和设计20-23
• 3.3 GPS接收机选型23-24
• 3.4 本章小结24-25
• 第四章 GPS时钟同步设计系统的实现25-40
• 4.1 GPS时钟同步模块的实现25
• 4.2 串口驱动模块25-30
• 4.2.1 串口RS-23225-26
• 4.2.2 GPS脉冲串口驱动26-28
• 4.2.3 加贴时间28-29
• 4.2.4 精度测量29-30
• 4.3 GPS报文解析模块30-33
• 4.3.1 GPS报文输入语句31
• 4.3.2 GPS报文输出语句31-32
• 4.3.3 GPS报文模块解析32-33
• 4.4 时间比对模块33-36
• 4.4.1 时间对比模块简介33
• 4.4.2 时间对比原理33-34
• 4.4.3 最小二乘法34-35
• 4.4.4 多次最小二乘法35-36
• 4.4.5 最小二乘法平移法36
• 4.5 应用模块36-39
• 4.5.1 应用模块介绍36
• 4.5.2 模块构建36-38
• 4.5.3 性能改进38-39
• 4.6 本章小结39-40
• 第五章 GPS时钟同步的应用40-60
• 5.1 NTP授时精度测量40-44
• 5.1.1 NTP简介40
• 5.1.2 NTP授时原理40-41
• 5.1.3 NTP授时误差分析41-42
• 5.1.4 NTP授时测量系统42
• 5.1.5 NTP授时精度测量原理42-43
• 5.1.6 NTP授时精度测量系统43
• 5.1.7 实验结果分析43-44
• 5.1.8 实验结论44
• 5.2 雷达时标评测系统44-59
• 5.2.1 雷达时标评测简介44-45
• 5.2.2 系统结构45-46
• 5.2.3 雷达时标系统设计46-55
• 5.2.4 系统测试55-59
• 5.3 本章小结59-60
• 第六章 总结与展望60-61
• 6.1 工作总结60
• 6.2 展望60-61
• 参考文献61-63
• 致谢63-64
• 作者攻读学位期间发表的学术论文目录64

【参考文献】

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本文编号：690452