[發明專利]用GPS秒脈沖信號實現多源數據精確時間對準的方法

無效

• 申請號: 201010119330.4
• 申請日: 2010-03-05
• 公開（公告）號: CN102193497A
• 公開（公告）日: 2011-09-21
• 發明（設計）人: 郭智;丁赤飚;孟大地
• 申請（專利權）人: 中國科學院電子學研究所
• 主分類號: G04G7/02
• 分類號: G04G7/02;G04G5/00;G01S19/01;G06F1/04
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 周國城

技術領域

本發明涉及全球定位系統(GPS)應用技術領域，是實時數據處理技術，特別是多臺計算機、多種數據源的數據實現精確時間對準的方法。

背景技術

實時數據處理系統中，經常要對來自多臺計算機采集的、多種數據源的數據進行精確時間對準。

在數據接收計算機中，將通過串行通信接口(COM口)接收PPS秒脈沖。COM口采用RS-232C標準，RS-232C的全稱是EIA-RS-232C標準，其中EIA(Electronic?Industry?Association)代表美國電子工業協會，RS(recommended?standard)代表推薦標準，232是標識號，C代表RS232的最新一次修改(1969)。它規定連接電纜和機械、電氣特性、信號功能及傳送過程。

在通用計算機和Power?PC機中，計算機對RS-232接口增加了控制器，發置了協議，通常所說的PC機的RS-232接口就是帶有通信協議的接口。這個標準對串行通信接口的有關問題如信號線功能、電器特性等都作了明確規定。

串行通信接口中的數據載波檢出(Data?Carrier?dectection-DCD)信號用來表示DCE已接通通信鏈路，告知DTE準備接收數據。當本地的MODEM收到由通信鏈路另一端(遠地)的MODEM送來的載波信號時，使DCD信號有效，通知終端準備接收，并且由MODEM將接收下來的載波信號解調成數字信號后，沿接收數據線(RXD)送到終端。在這一雙向通訊過程中，數據的精確時間對準非常重要。

發明內容

本發明的目的是公開一種用GPS秒脈沖信號實現多源數據精確時間對準的方法，利用計算機的串行通信接口接收GPS秒脈沖信號，實現本機精確時間對準，進而實現多臺計算機、多源數據的精確時間對準。

為達到上述目的，本發明所采用的技術解決方案是：

一種用GPS秒脈沖信號實現多源數據精確時間對準的方法，其包括步驟：

A)用至少一臺計算機接入全球定位系統秒脈沖(PPS)信號；

B)將GPS設備輸出的數據信息通過RS-232協議傳送給該計算機第一個COM口；

C)GPS的PPS秒脈沖信號經過電平轉換電路后引入該計算機第二個COM口，作為中斷觸發信號；

D)同時，在嵌入式實時操作系統環境下設置該接收計算機COM口控制器的工作模式，使該計算機能夠直接響應PPS信號引發的中斷；

E)在該計算機直接響應PPS信號引發的中斷時，記錄中斷發生的精確時間；

F)獲得中斷發生的精確時間，與GPS數據中時間信息進行比較，并校準，以實現本計算機時間與GPS標準時間的精確對準；

G)將A)至F)步在多臺計算機上同時實施，以實現多臺計算機時間與GPS標準時間的精確對準，進而實現在多臺計算機上進行采集的多源數據間的精確時間對準。

所述的用GPS秒脈沖信號實現多源數據精確時間對準的方法，其所述G)步中，實現在多臺計算機上進行采集的多源數據間的精確時間對準，是指在每臺計算機上進行一種或多種數據的采集工作，每臺計算機在啟動時首先通過A)至F)步驟完成本機時間的精確對準，然后在每種數據采集時，都在數據中記錄本機上經過精確時間對準后的系統時間，因為多臺計算機都已實現和GPS標準時間的精確對準，因此使用各計算機系統時間即可實現多源數據間的精確時間對準。

所述的用GPS秒脈沖信號實現多源數據精確時間對準的方法，其所述C)步中，GPS的PPS秒脈沖信號引入計算機第二個COM口，是指PPS秒脈沖信號輸出通過電平轉換電路變換為RS-232電平后，連接到計算機第二個COM口的DCD信號線。

所述的用GPS秒脈沖信號實現多源數據精確時間對準的方法，其所述D)步中，設置COM口控制器的工作模式，是指為了使COM口在DCD信號到來時能直接觸發COM口中斷，需要在通用計算機的操作系統或者嵌入式系統中進行編程，對COM口控制器的工作模式進行設置。

所述的用GPS秒脈沖信號實現多源數據精確時間對準的方法，其所述D)步中，對數據接收計算機的COM口控制器進行設置，是在操作系統或者嵌入式系統VxWorks環境下，a)首先開啟數據接收計算機的中斷源(IRQ)，“使能”COM口中斷寄存器；b)設置COM口控制寄存器中DCD的開關，使DCD信號能夠引發COM口中斷；c)將中斷處理程序與COM口中斷連接；d)這樣，當PPS秒脈沖到來時即可引發中斷；e)中斷時，數據接收計算機在接收到PPS秒脈沖后，記錄該時刻的時間信息并作為數據對準的依據。