基于GPS技術(shù)與FPGA技術(shù)的時(shí)間統(tǒng)一系統(tǒng)研究與設(shè)計(jì)
本文關(guān)鍵詞:基于GPS技術(shù)與FPGA技術(shù)的時(shí)間統(tǒng)一系統(tǒng)研究與設(shè)計(jì),由筆耕文化傳播整理發(fā)布。
【摘要】:時(shí)間統(tǒng)一系統(tǒng)的研制是由于導(dǎo)彈、航天試驗(yàn)的需要而發(fā)展起來的一門新興技術(shù),隨著現(xiàn)代導(dǎo)航、電子、通信、電力等科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步,越來越多的工程和科學(xué)領(lǐng)域需要時(shí)間統(tǒng)一系統(tǒng),同時(shí)對它的分辨率精度要求也越來越高。 本文論述了時(shí)間統(tǒng)一系統(tǒng)的組成原理與實(shí)現(xiàn)方法,研究了GPS精密定時(shí)和校頻、精密短期守時(shí)等關(guān)鍵技術(shù),并對頻率標(biāo)準(zhǔn)的性能作了深入分析。針對電力系統(tǒng)中相角測量及雙端主動(dòng)式行波故障定位的要求,在對授時(shí)、定時(shí)和校頻原理進(jìn)行認(rèn)真分析、研究及方法比較的基礎(chǔ)上,從工程角度出發(fā),詳細(xì)闡述了結(jié)合GPS技術(shù)和FPGA技術(shù)的時(shí)間統(tǒng)一系統(tǒng)的軟硬件設(shè)計(jì)。與同類產(chǎn)品相比,本系統(tǒng)集成度高,功耗低,體積小,性價(jià)比高,保密性能好,分辨率精度高而且更加可靠。 本時(shí)間統(tǒng)一系統(tǒng)向用戶端提供1PPS、10PPS兩種時(shí)間信號(hào)及其各自對應(yīng)的時(shí)間信息;并提供多種接口方式,簡化了用戶端接口終端的設(shè)計(jì),降低了使用功能受影響甚至無效的風(fēng)險(xiǎn),可直接嵌入總系統(tǒng)進(jìn)行級(jí)聯(lián)以及多途徑提供數(shù)據(jù)給用戶;且給出了GPS信號(hào)失效時(shí)仍保持時(shí)間信號(hào)與時(shí)間信息高分辨率精度輸出的對策,實(shí)現(xiàn)冗余設(shè)計(jì)。 本時(shí)間統(tǒng)一系統(tǒng)可擴(kuò)展功能用于定位、測速等場合;并可采用中斷方式給任意時(shí)刻發(fā)生的事件“打上”時(shí)標(biāo),具有廣闊的市場前景。
【關(guān)鍵詞】:時(shí)間統(tǒng)一系統(tǒng) GPS FPGA 頻率標(biāo)準(zhǔn)
【學(xué)位授予單位】:武漢大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2005
【分類號(hào)】:TH714.7
【目錄】:
- 摘要4-5
- Abstract5-8
- 第一章 引言8-17
- 1.1 論文的項(xiàng)目背景8-11
- 1.1.1 電力系統(tǒng)相角測量系統(tǒng)8-9
- 1.1.2 行波故障定位技術(shù)9-11
- 1.2 精密授時(shí)、定時(shí)和校頻的主要方法比較11-15
- 1.2.1 短波授時(shí)、定時(shí)和校頻11-12
- 1.2.2 長波授時(shí)、定時(shí)和校頻12-13
- 1.2.3 衛(wèi)星授時(shí)、定時(shí)和校頻13
- 1.2.4 時(shí)間/頻率傳遞/比對手段要素比較13-15
- 1.3 論文的研究目的15-16
- 1.4 論文的主要研究內(nèi)容16-17
- 第二章 時(shí)統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)及FPGA17-29
- 2.1 時(shí)統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)18-24
- 2.1.1 GPS精密定時(shí)和校頻技術(shù)18-21
- 2.1.2 精密短期守時(shí)技術(shù)21-22
- 2.1.3 頻率標(biāo)準(zhǔn)22-24
- 2.2 現(xiàn)場可編程門陣列— FPGA24-28
- 2.2.1 EDA技術(shù)概述24
- 2.2.2 FPGA基本結(jié)構(gòu)及原理24-28
- 2.3 小結(jié)28-29
- 第三章 時(shí)間統(tǒng)一系統(tǒng)的設(shè)計(jì)29-36
- 3.1 時(shí)間統(tǒng)一系統(tǒng)組成概述29-30
- 3.2 基于 GPS與 FPGA的時(shí)間統(tǒng)一系統(tǒng)設(shè)計(jì)30-35
- 3.2.1 授時(shí)接收部分31-32
- 3.2.2 定時(shí)和校頻32-34
- 3.2.3 短期守時(shí)34-35
- 3.2.4 對用戶通信35
- 3.3 小結(jié)35-36
- 第四章 時(shí)間統(tǒng)一系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)及分析36-58
- 4.1 硬件系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)37-47
- 4.1.1 接收模塊37-41
- 4.1.2 電源模塊41-42
- 4.1.3 數(shù)據(jù)處理模塊42-44
- 4.1.4 接口模塊44-47
- 4.2 軟件系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)47-56
- 4.2.1 初始化模塊48-49
- 4.2.2 時(shí)鐘處理模塊49-52
- 4.2.3 OEM解碼模塊52-53
- 4.2.4 10PPS模塊53-54
- 4.2.5 輸出模塊54-56
- 4.4 系統(tǒng)精度分析56-57
- 4.5 小結(jié)57-58
- 第五章 系統(tǒng)的總體連接及應(yīng)用擴(kuò)展58-65
- 5.1 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)及握手協(xié)議58-59
- 5.2 技術(shù)指標(biāo)測試及系統(tǒng)參數(shù)59-61
- 5.2.1 技術(shù)指標(biāo)測試59-61
- 5.2.2 系統(tǒng)參數(shù)61
- 5.3 系統(tǒng)電磁兼容性的考慮61-62
- 5.4 系統(tǒng)的應(yīng)用擴(kuò)展性62
- 5.5 設(shè)計(jì)心得與體會(huì)62-64
- 5.6 小結(jié)64-65
- 第六章 總結(jié)與展望65-67
- 附件: 電路圖67-69
- 參考文獻(xiàn)69-72
- 致謝72-73
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