基于GPS技术与FPGA技术的时间统一系统研究与设计

发布时间：2017-06-09 13:14

  本文关键词：基于GPS技术与FPGA技术的时间统一系统研究与设计，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：时间统一系统的研制是由于导弹、航天试验的需要而发展起来的一门新兴技术,随着现代导航、电子、通信、电力等科学技术的进步,越来越多的工程和科学领域需要时间统一系统,同时对它的分辨率精度要求也越来越高。 本文论述了时间统一系统的组成原理与实现方法,研究了GPS精密定时和校频、精密短期守时等关键技术,并对频率标准的性能作了深入分析。针对电力系统中相角测量及双端主动式行波故障定位的要求,在对授时、定时和校频原理进行认真分析、研究及方法比较的基础上,从工程角度出发,详细阐述了结合GPS技术和FPGA技术的时间统一系统的软硬件设计。与同类产品相比,本系统集成度高,功耗低,体积小,性价比高,保密性能好,分辨率精度高而且更加可靠。 本时间统一系统向用户端提供1PPS、10PPS两种时间信号及其各自对应的时间信息;并提供多种接口方式,简化了用户端接口终端的设计,降低了使用功能受影响甚至无效的风险,可直接嵌入总系统进行级联以及多途径提供数据给用户;且给出了GPS信号失效时仍保持时间信号与时间信息高分辨率精度输出的对策,实现冗余设计。 本时间统一系统可扩展功能用于定位、测速等场合;并可采用中断方式给任意时刻发生的事件“打上”时标,具有广阔的市场前景。
【关键词】：时间统一系统 GPS FPGA 频率标准
【学位授予单位】：武汉大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2005
【分类号】：TH714.7
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第一章 引言8-17
• 1．1 论文的项目背景8-11
• 1．1．1 电力系统相角测量系统8-9
• 1．1．2 行波故障定位技术9-11
• 1．2 精密授时、定时和校频的主要方法比较11-15
• 1．2．1 短波授时、定时和校频11-12
• 1．2．2 长波授时、定时和校频12-13
• 1．2．3 卫星授时、定时和校频13
• 1．2．4 时间/频率传递/比对手段要素比较13-15
• 1．3 论文的研究目的15-16
• 1．4 论文的主要研究内容16-17
• 第二章 时统关键技术及FPGA17-29
• 2．1 时统关键技术18-24
• 2．1．1 GPS精密定时和校频技术18-21
• 2．1．2 精密短期守时技术21-22
• 2．1．3 频率标准22-24
• 2．2 现场可编程门阵列— FPGA24-28
• 2．2．1 EDA技术概述24
• 2．2．2 FPGA基本结构及原理24-28
• 2．3 小结28-29
• 第三章 时间统一系统的设计29-36
• 3．1 时间统一系统组成概述29-30
• 3．2 基于 GPS与 FPGA的时间统一系统设计30-35
• 3．2．1 授时接收部分31-32
• 3．2．2 定时和校频32-34
• 3．2．3 短期守时34-35
• 3．2．4 对用户通信35
• 3．3 小结35-36
• 第四章 时间统一系统的实现及分析36-58
• 4．1 硬件系统实现37-47
• 4．1．1 接收模块37-41
• 4．1．2 电源模块41-42
• 4．1．3 数据处理模块42-44
• 4．1．4 接口模块44-47
• 4．2 软件系统实现47-56
• 4．2．1 初始化模块48-49
• 4．2．2 时钟处理模块49-52
• 4．2．3 OEM解码模块52-53
• 4．2．4 10PPS模块53-54
• 4．2．5 输出模块54-56
• 4．4 系统精度分析56-57
• 4．5 小结57-58
• 第五章 系统的总体连接及应用扩展58-65
• 5．1 数据结构及握手协议58-59
• 5．2 技术指标测试及系统参数59-61
• 5．2．1 技术指标测试59-61
• 5．2．2 系统参数61
• 5．3 系统电磁兼容性的考虑61-62
• 5．4 系统的应用扩展性62
• 5．5 设计心得与体会62-64
• 5．6 小结64-65
• 第六章 总结与展望65-67
• 附件: 电路图67-69
• 参考文献69-72
• 致谢72-73

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