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基于GPS技术与FPGA技术的时间统一系统研究与设计

廖瑛  
【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。


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