一种基于IRIG-B码的嵌入式时间统一系统的制作方法

本发明涉及一种基于irig-b码的嵌入式时间统一系统，属于导航领域。

背景技术：

时间统一系统是针对军事、航海实验的需求而提出的，然而现代通信行业中，信息传输的速度越来越快，高速数字通信对时间高度统一提出的要求日渐提高，在导航领域，时间统一系统的重要性更是不言而喻，导航系统对时间的要求极其精确，来保证子系统和总系统之间的时间一致。

目前常用的gnss系统包括美国的gps系统，中国的北斗系统，俄罗斯的glonass和欧洲的galileo等等，目前的时间统一系统的信号源也是从以上三者之中选择。目前的时间统一系统信号源单一，在特定情况下单一信号源的信号不可靠时，需要不同信号源之间转换来进行信息更新。对于时间爱你统一系统，目前常用的外部时钟源有很多种，如原子钟的等，导致系统造价十分昂贵，不利于过多生产。

技术实现要素：

本发明的目的是：本发明提供了一种基于irig-b码的嵌入式时间统一系统，用以克服现有时间统一系统方案设计中成本高昂、信号单一、不易调试等缺陷。

本发明的上述目的主要是通过如下技术方案予以实现的：一种基于irig-b码的嵌入式时间统一系统，包括：时间提取模块、时间整合模块、b码转换模块、总控输出模块；

时间提取模块，包括双系统gnss定位模块与提取模块，双系统gnss定位模块接收外部天线接收到的gps及北斗信号的zda格式时间信息，通过双系统gnss定位模块的uart1发送给提取模块的fpga，fpga将所有数据进行处理后提取并输出有效时间信息，并将ascii码形式的时间信息传输给时间整合模块；

时间整合模块，接收时间提取模块提取出的时间信息，转换为8421bcd码的天、月、日、时、分、秒，并计算出tod时间，并将8421bcd码的时间信息传输给b码转换模块，并将十进制的时间信息输出给总控输出模块用于显示；

b码转换模块，将从时间整合模块得到的指定格式的时间信息根据irig-b码的格式要求进行转换，并加载tod时间，将以上信号通过总控输出模块的外部接口进行输出；

总控输出模块为时间提取模块、时间整合模块和b码转换模块提供显示信息部分及输出接口部分；显示信息部分显示时间信息、时区信息及信号源信息；输出接口部分输出irig-b码信号、irig-b码信号及1pps信号。

所述双系统gnss定位模块提供实时时间、观察星座图、轨迹图，接收标准时钟脉冲信号1pps传输给b码转换模块，双系统gnss定位模块还将时钟标准信号1pps输出给总控输出模块用于调试。

所述时间整合模块，通过若干时间处理函数得到更多时间信息，根据系统需要进行输出。

所述b码转换模块还接收时间提取模块传输的1pps信号用于后续信号处理。

所述总控输出模块，还用于实现时间校准功能，计算并显示主机时间与gps及北斗信号实时时间之间的时差。

一种基于irig-b码的嵌入式时间统一系统，还包括：信号互连模块，连接时间提取模块、时间整合模块、b码转换模块，实现信号传输和输出，监测各个模块之间的信号传输；所述信号互连模块包括射频线、i2c总线；时间提取模块与时间整合模块、时间整合模块与b码转换模块之间通过rs232转rs422串口总线相连，时间提取模块、时间整合模块、b码转换模块与总控输出模块通过i2c总线相连。

本发明与现有技术相比具有如下有益效果：

(1)本发明提供的一种基于irig-b码的嵌入式时间统一系统中，通过处理整合两种信号源传输的时间信息，从中得到所需数据，并进行后期处理转换，输出gps及北斗信号的irig-b码的时间码信息供使用人员使用；

(2)本发明提供的一种基于irig-b码的嵌入式时间统一系统将整体时间统一系统根据功能分为四个模块，总控输出模块用于控制各模块输出，不同模块可以单独进行调试，同时，不同模块对数据的处理结果都可以进行输出，这样做的优点是了便于使用人员进行观测，也便于使用人员需要其他信息时对各个模块功能进行更新；

(3)本发明提供的一种基于irig-b码的嵌入式时间统一系统定位模块采用低成本、低功耗gnss模块，时间整合模块及b码转换模块采用fpga完成数据处理、b码转换等过程，同样具有成本低、耗能少，容量大、尺寸小等优点，与其他时间统一系统相比，成本相比大幅度降低，功耗相比较小，更利于普及应用。

附图说明

图1为本发明提供的基于irig-b码的嵌入式时间统一系统结构示意图；

图2为本发明提供的基于irig-b码的嵌入式时间统一系统的具体结构图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式进行进一步的详细描述。

本发明提供了一种基于irig-b码的嵌入式时间统一系统，如图1所示，包括：时间提取模块、时间整合模块、b码转换模块和总控输出模块。

其中，时间提取模块，能够接收外部天线接收到的gps及北斗信号的zda格式时间信息，用于提取并输出有效时间信息；时间提取模块，包括双系统gnss定位模块与提取模块，双系统gnss定位模块接收外部天线接收到的gps及北斗信号的zda格式时间信息，通过双系统gnss定位模块的uart1发送给提取模块的fpga，fpga将所有数据进行处理后提取并输出有效时间信息，并将ascii码形式的时间信息传输给时间整合模块；

时间整合模块，用于接收有效的时间信息，转换为8421bcd码的天、月、日、时、分、秒，并计算出tod时间，并将8421bcd码的时间信息传输给b码转换模块，并将十进制的时间信息输出给总控输出模块用于显示；

b码转换模块，将得到的上述指定格式的时间信息根据irig-b码的格式要求进行转换，并加载tod时间，将以上信号通过外部接口进行输出；

总控输出模块为时间提取模块、时间整合模块和b码转换模块提供显示信息部分及输出接口部分。显示信息部分包括显示：时间信息、时区信息及信号源信息；输出接口部分，用于输出：irig-b(dc)码信号、irig-b(ac)码信号及1pps信号。

本发明提供的基于irig-b码的嵌入式时间统一系统中，时间提取模块可以接收外部天线接收到的gps及北斗信号的zda格式时间消息，用于提取出有效时间信息并传输给时间整合模块，时间整合模块接收到有效的时间信息，转换为8421bcd码的天、月、日、时、分、秒，并计算出tod时间，b码转换模块，将得到的上述指定格式的时间信息根据irig-b码的格式要求进行转换，并加载tod时间，将得到的最终携带时间信息的irig-b码信号传输给总控输出模块。总控输出模块显示时间信息、时区信息及信号源信息，还可以输出携带时间信息的irig-b码信号。

双系统gnss定位模块提供实时时间、观察星座图、轨迹图，接收标准时钟脉冲信号1pps传输给b码转换模块，双系统gnss定位模块还将时钟标准信号1pps输出给总控输出模块用于调试。

所述时间整合模块，通过若干时间处理函数得到更多时间信息，根据系统需要进行输出。

所述b码转换模块还接收时间提取模块传输的1pps信号用于后续信号处理。

所述总控输出模块，还用于实现时间校准功能，计算并显示主机时间与gps及北斗信号实时时间之间的时差。

信号互连模块，连接时间提取模块、时间整合模块、b码转换模块，实现信号传输和输出，监测各个模块之间的信号传输；信号互连模块包括射频线、i2c总线；时间提取模块与时间整合模块、时间整合模块与b码转换模块之间通过rs232转rs422串口总线相连，时间提取模块、时间整合模块、b码转换模块与总控输出模块通过i2c总线相连。

本发明提供的基于irig-b码的嵌入式时间同一系统除了能够支持提供携带时间信息的irig-b码时间码信息，还可以提供1pps信号，以及实时时间等用户需要的消息。

此外，这里的总控输出模块显示b码转换模块输出的时间信号后，本地时间由本地晶振进行计算，经过一定时间后会出现误差，因此总控输出模块还可以再次接收b码转换模块更新的时间信息进行同步更新，也可以通过按钮手动控制进行本地时间的校正；每次校正即为请求gnss模块更新zda时间信息，再次进行提取整合，并进行更新。

本发明提供的基于irig-b码的嵌入式时间统一系统除了能够由时间提取模块、时间整合模块及b码转换模块向总控输出模块输出1pps信号、gps及北斗信号时间信息、irig-b码信号，还能够支持总控输出模块向时间提取模块输出请求更新即时时间信息的控制信号。

具体地，时间整合模块，还用于将时间提取模块提取出的时间信号由二进制转换为十进制，并通过i2c接口传输给总控输出模块。这样做的好处是，使用人员可以直接观测本地实时时间信息，并通过与更新后的时间信息进行数据对比，及时校准误差，极大地提高工作效率。

如图2所示，总控输出模块，包含主控cpu及显示输出接口。时间提取模块得到给定位数据及时间信息，并将其发送给时间整合模块，将1pps信号发送给总控输出模块，总控输出模块发送给b码转换模块用于每秒irig-b码的对齐校准，保证每秒发送的irig-b码信号的下降沿严格与时钟标准信号1pps信号对齐。

以上所述，仅为本发明最佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

本发明未详细说明部分属于本领域技术人员公知技术。