[發(fā)明專利]一種高精度的GNSS模擬器時(shí)間同步方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201911308856.4
• 申請(qǐng)日: 2019-12-18
• 公開（公告）號(hào): CN111208539B
• 公開（公告）日: 2023-06-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 丁穎浩;洪銳;周姝春;羅天成;張瑾;梁琨
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國航空工業(yè)集團(tuán)公司成都飛機(jī)設(shè)計(jì)研究所
• 主分類號(hào): G01S19/25
• 分類號(hào): G01S19/25;G01S19/23;G05B17/02;H03L7/26
• 代理公司: 中國航空專利中心 11008
• 代理人: 杜永保

1.一種高精度的GNSS模擬器時(shí)間同步方法，其特征在于，具體方案如下：

步驟1：因?yàn)榉抡嬗?jì)算機(jī)需要以GNSS時(shí)鐘為基準(zhǔn)的5毫秒定時(shí)周期，所以在外置的嵌入式定時(shí)設(shè)備ETD設(shè)備上，以本地5毫秒時(shí)鐘為中心，預(yù)設(shè)3套定時(shí)方案：5毫秒、4.95毫秒、5.05毫秒；

步驟2：在ETD設(shè)備上以中斷方式偵測(cè)GPIO端口輸入的GNSS模擬器“秒脈沖”信號(hào)，在首個(gè)“秒脈沖”被捕獲的同時(shí)，以本地5ms為初始周期啟動(dòng)定時(shí)循環(huán)；

步驟3：在ETD設(shè)備的每個(gè)定時(shí)循環(huán)中進(jìn)行計(jì)數(shù)，對(duì)Nloop自加1；同時(shí)，在每次捕獲“秒脈沖”時(shí)，因?yàn)橄噜弮蓚€(gè)“秒脈沖”之間包含200個(gè)理想的5毫秒周期，先對(duì)Npulse自加200，然后計(jì)算Npulse與Nloop之差：(1)當(dāng)差值為0時(shí)，說明GNSS時(shí)鐘和本地時(shí)鐘累計(jì)誤差很小，無需修正，繼續(xù)使用本地5ms定時(shí)器；(2)當(dāng)差值為1時(shí)，說明GNSS時(shí)鐘快于本地時(shí)鐘，須立即切換為4.95ms定時(shí)器進(jìn)行“追趕”,然后在下個(gè)“秒脈沖”計(jì)時(shí)點(diǎn)恢復(fù)5ms定時(shí)器；(3)當(dāng)差值為-1時(shí)，說明GNSS時(shí)鐘慢于本地時(shí)鐘，須立即切換為5.05ms定時(shí)器進(jìn)行“等待”,然后在下個(gè)“秒脈沖”計(jì)時(shí)點(diǎn)恢復(fù)5ms定時(shí)器；(4)當(dāng)差值絕對(duì)值大于1時(shí)，說明兩者時(shí)鐘在1秒內(nèi)差距達(dá)到10毫秒以上，誤差超過了限制，使ETD設(shè)備指示燈閃爍，提示故障狀態(tài)；

步驟4：在ETD設(shè)備的每個(gè)定時(shí)循環(huán)中,通過高波特率RS232串口向?qū)崟r(shí)仿真計(jì)算機(jī)發(fā)送觸發(fā)信號(hào)，此信號(hào)為任意的字節(jié)流；

步驟5：在實(shí)時(shí)仿真計(jì)算機(jī)上，持續(xù)不斷地從串口接收來自ETD設(shè)備的觸發(fā)信號(hào)，每收到一次觸發(fā)信號(hào)，就執(zhí)行一次仿真運(yùn)算任務(wù)，使實(shí)時(shí)仿真計(jì)算機(jī)與ETD設(shè)備的時(shí)間同步，又因?yàn)樵诓襟E3中完成了ETD設(shè)備與GNSS模擬器之間的時(shí)間同步，從而最終實(shí)現(xiàn)了實(shí)時(shí)仿真計(jì)算機(jī)與GNSS模擬器的時(shí)間同步。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高精度的GNSS模擬器時(shí)間同步方法，其特征在于，所述的步驟1中的仿真計(jì)算機(jī)仿真周期為5毫秒，實(shí)際根據(jù)具體的仿真要求，調(diào)整此仿真周期，然后對(duì)ETD設(shè)備的定時(shí)周期做相應(yīng)調(diào)整。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高精度的GNSS模擬器時(shí)間同步方法，其特征在于，所述的步驟1中的調(diào)整精度為±0.05毫秒，可根據(jù)實(shí)際嵌入式硬件的最高定時(shí)準(zhǔn)確度進(jìn)行調(diào)整，利用更加優(yōu)秀的嵌入式硬件，將調(diào)整精度提升至±0.01毫秒。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高精度的GNSS模擬器時(shí)間同步方法，其特征在于，所述的步驟2中，GNSS模擬器“秒脈沖”信號(hào)為TTL方波形式或光纖形式。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高精度的GNSS模擬器時(shí)間同步方法，其特征在于，所述的步驟4中觸發(fā)信號(hào)為時(shí)間信息包：在ETD設(shè)備的每個(gè)定時(shí)循環(huán)中,對(duì)時(shí)間信息進(jìn)行編碼打包，并發(fā)送至實(shí)時(shí)仿真計(jì)算機(jī)；為降低傳輸延遲，將時(shí)間信息包壓縮為4個(gè)字節(jié)，其布局如表1所示：以0xEE字節(jié)開頭，后跟2個(gè)字節(jié)經(jīng)BCD編碼的計(jì)數(shù)值，最后由1個(gè)字節(jié)校驗(yàn)值結(jié)尾；

表1ETD設(shè)備輸出的時(shí)間信息包格式

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種高精度的GNSS模擬器時(shí)間同步方法，其特征在于，在步驟5中，實(shí)時(shí)仿真計(jì)算機(jī)須持續(xù)不斷的接收來自ETD設(shè)備發(fā)送的時(shí)間信息包；當(dāng)收到信息包且確認(rèn)無誤后，根據(jù)其中BCD編碼的時(shí)間間隔值，確定當(dāng)前需要循環(huán)執(zhí)行仿真計(jì)算的次數(shù)；2個(gè)字節(jié)的BCD編碼，表示10000個(gè)時(shí)刻，總計(jì)時(shí)長5ms*10000＝50秒，如果在仿真試驗(yàn)過程中，發(fā)生時(shí)間信息包通訊意外中斷的情況，只要在50秒之內(nèi)重新接通線纜，實(shí)時(shí)仿真計(jì)算機(jī)即可自動(dòng)進(jìn)行節(jié)拍“追趕”，并再次進(jìn)入同步狀態(tài)繼續(xù)運(yùn)行。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高精度的GNSS模擬器時(shí)間同步方法，其特征在于，時(shí)間信息包通過RS422串口來傳輸。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高精度的GNSS模擬器時(shí)間同步方法，其特征在于，時(shí)間信息包通過網(wǎng)絡(luò)組播協(xié)議來實(shí)現(xiàn)1對(duì)多的傳輸，即1個(gè)ETD設(shè)備同時(shí)驅(qū)動(dòng)多個(gè)仿真計(jì)算機(jī)，讓多個(gè)仿真計(jì)算機(jī)全部同步到GNSS模擬器的時(shí)間上。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高精度的GNSS模擬器時(shí)間同步方法，其特征在于，所述任意的字節(jié)流具體為單字節(jié)數(shù)據(jù)。