本文關(guān)鍵詞：GPS精確授時(shí)及其快照數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的研究和實(shí)現(xiàn)，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：隨著電子信息時(shí)代到來,高精度同步授時(shí)系統(tǒng)不僅在國(guó)防建設(shè)、太空探究領(lǐng)域扮演著重要的角色,而且在通信系統(tǒng)、電力系統(tǒng)、無線傳感網(wǎng)絡(luò)等領(lǐng)域得到了普遍應(yīng)用。當(dāng)代同步授時(shí)系統(tǒng)研究重點(diǎn)是如何使系統(tǒng)獲得更加精準(zhǔn)的同步時(shí)間、更加穩(wěn)定可靠的性能。本課題對(duì)基于GPS(Global Positioning System)的數(shù)字寬帶監(jiān)測(cè)接收機(jī)進(jìn)行研究,利用GPS衛(wèi)星提供的標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間信息實(shí)現(xiàn)高精度的授時(shí),從而實(shí)現(xiàn)多接收機(jī)的同步,同時(shí)采集其基帶的快照數(shù)據(jù),為無源時(shí)差定位(TDOA,Time Difference of Arrival)的實(shí)現(xiàn)奠定了基礎(chǔ)。本文圍繞著如何實(shí)現(xiàn)高精度的GPS授時(shí)以及快照數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)展開了深入研究。首先對(duì)GPS授時(shí)技術(shù)進(jìn)行了相關(guān)介紹,然后分析了GPS秒脈沖的無累積誤差特點(diǎn)和恒溫晶振的短時(shí)穩(wěn)定性,并利用這些特性,設(shè)計(jì)了一個(gè)高精度的GPS授時(shí)模塊,完成了對(duì)數(shù)字接收機(jī)的基帶數(shù)據(jù)打時(shí)間戳功能。本文還分析研究了影響授時(shí)精度的各種因素,并為了保證授時(shí)的穩(wěn)定性,設(shè)計(jì)了一種秒脈沖的抗干擾機(jī)制。本文利用DDR2存儲(chǔ)以及雙FIFO乒乓緩存等技術(shù),實(shí)現(xiàn)了一種可變速率和可變數(shù)據(jù)幀長(zhǎng)度的快照數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。該系統(tǒng)能夠?qū)?kHz~20MHz間不同帶寬的基帶數(shù)據(jù)進(jìn)行無縫緩存與采集。為了完善GPS精確授時(shí)的功能,我們還設(shè)計(jì)了定時(shí)觸發(fā)、電平持續(xù)觸發(fā)和突發(fā)單次觸發(fā)這三種觸發(fā)機(jī)制。其中,運(yùn)用到了Sample/Peak/Average/RMS四種電平檢測(cè)器以及短時(shí)突發(fā)信號(hào)檢測(cè)器。最后經(jīng)過系統(tǒng)的聯(lián)合測(cè)試,驗(yàn)證了快照數(shù)據(jù)的正確性。而且通過相關(guān)時(shí)差估計(jì)算法的驗(yàn)證,表明了最后的中頻數(shù)據(jù)授時(shí)誤差能夠維持在50ns以內(nèi)。本課題的研究能夠應(yīng)用于無線頻譜的監(jiān)測(cè)管理系統(tǒng)中,實(shí)現(xiàn)非法電臺(tái)和干擾源的偵察與打擊,維護(hù)電磁環(huán)境和諧有序。
【關(guān)鍵詞】：GPS授時(shí)系統(tǒng) 快照數(shù)據(jù)采集 時(shí)間同步 時(shí)差定位
【學(xué)位授予單位】：電子科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：P228.4;TP274.2
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-11
• 第一章 緒論11-14
• 1.1 課題研究背景11
• 1.2 相關(guān)技術(shù)國(guó)內(nèi)外研究11-13
• 1.2.1 授時(shí)技術(shù)11-12
• 1.2.2 帶定位功能的接收機(jī)12-13
• 1.3 本文工作及內(nèi)容安排13-14
• 第二章 基于GPS的精確授時(shí)技術(shù)及FPGA實(shí)現(xiàn)14-29
• 2.1 系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)14-15
• 2.2 GPS系統(tǒng)簡(jiǎn)介15-17
• 2.2.1 GPS系統(tǒng)組成15-16
• 2.2.2 GPS同步技術(shù)16-17
• 2.3 精確時(shí)間測(cè)量原理17-19
• 2.3.1 恒溫晶振的頻率穩(wěn)定度特性18
• 2.3.2 GPS秒脈沖特性分析18-19
• 2.4 計(jì)數(shù)器的時(shí)鐘頻率的選擇19-21
• 2.5 納秒時(shí)間的計(jì)算21-24
• 2.5.1 基帶數(shù)據(jù)與秒脈沖的同步電路22-23
• 2.5.2 秒脈沖的抗干擾23-24
• 2.5.3 納秒時(shí)間計(jì)算的測(cè)試24
• 2.6 整秒時(shí)間的解析24-27
• 2.7 時(shí)間戳信息的誤差分析27-28
• 2.8 本章小結(jié)28-29
• 第三章 快照數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)及FPGA實(shí)現(xiàn)29-41
• 3.1 GPS參數(shù)配置與狀態(tài)信息反饋模塊29-31
• 3.1.1 GPS參數(shù)配置模塊29-30
• 3.1.2 狀態(tài)信息反饋模塊30-31
• 3.2 拼接幀模塊31-32
• 3.3 DDR2緩存32-33
• 3.4 雙FIFO的乒乓操作33-35
• 3.4.1 接收FIFO33-34
• 3.4.2 乒乓緩存34-35
• 3.5 寫操作模塊35-38
• 3.5.1 幀寫地址控制模塊35-37
• 3.5.2 寫DDR2控制模塊37-38
• 3.6 讀操作模塊38-39
• 3.6.1 幀讀地址控制模塊38
• 3.6.2 讀DDR2控制模塊38-39
• 3.7 讀寫互斥模塊39
• 3.8 McBSP接口模塊以及發(fā)送FIFO39-40
• 3.9 本章小結(jié)40-41
• 第四章 授時(shí)功能的觸發(fā)機(jī)制及FPGA實(shí)現(xiàn)41-59
• 4.1 定時(shí)觸發(fā)41-42
• 4.2 電平持續(xù)觸發(fā)42-53
• 4.2.1 電平觸發(fā)原理42
• 4.2.2 電平檢測(cè)42-53
• 4.3 突發(fā)單次觸發(fā)53-58
• 4.3.1 突發(fā)單次觸發(fā)原理53-54
• 4.3.2 短時(shí)突發(fā)信號(hào)檢測(cè)54-58
• 4.4 本章小結(jié)58-59
• 第五章 系統(tǒng)集成測(cè)試59-67
• 5.1 測(cè)試平臺(tái)59
• 5.2 快照數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)測(cè)試59-62
• 5.3 觸發(fā)機(jī)制的測(cè)試62-63
• 5.3.1 定時(shí)觸發(fā)測(cè)試62
• 5.3.2 電平持續(xù)觸發(fā)測(cè)試62-63
• 5.3.3 突發(fā)單次觸發(fā)測(cè)試63
• 5.4 時(shí)差估計(jì)結(jié)果與分析63-66
• 5.5 系統(tǒng)資源消耗66
• 5.6 本章小結(jié)66-67
• 第六章 總結(jié)與展望67-69
• 6.1 本文總結(jié)67
• 6.2 后續(xù)工作展望67-69
• 致謝69-70
• 參考文獻(xiàn)70-73
• 在校期間研究成果73-74

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前3條

1 趙軍祥,李建輝,常青,張其善;GPS授時(shí)校頻方法研究與試驗(yàn)結(jié)果[J];北京航空航天大學(xué)學(xué)報(bào);2004年08期

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  本文關(guān)鍵詞：GPS精確授時(shí)及其快照數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的研究和實(shí)現(xiàn)，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

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本文編號(hào)：305136