[發明專利]一種高精度GPS同步保持模塊

在審

• 申請號: 202011617580.0
• 申請日: 2020-12-30
• 公開（公告）號: CN112782725A
• 公開（公告）日: 2021-05-11
• 發明（設計）人: 朱駿
• 申請（專利權）人: 華清瑞達（天津）科技有限公司
• 主分類號: G01S19/14
• 分類號: G01S19/14;G01S19/37;G04R20/02
• 代理公司: 天津易企創知識產權代理事務所(普通合伙) 12242
• 代理人: 宋朋飛

本發明提供一種高精度GPS同步保持模塊，涉及電子設備領域。該高精度GPS同步保持模塊包括用于接收GPS信號的GPS接收模塊，還包括用于對GPS秒脈沖上升的FPGA板，還包括用于數模轉換的DAC轉換器，還包括一可調頻率的恒溫晶振，還包括一用于將外部的輸入信號與內部的振蕩信號同步的鎖相環路(PLL)，所述鎖相環路(PLL)與FPGA板相連接，所述GPS接收模塊與FPGA板進行電性連接。該高精度GPS同步保持模塊經過恒溫晶振頻率之后的數據型號需再次經過鎖相環路(PLL)進行處理，之后才能進行數據的輸出，鎖相環路(PLL)與FPGA板之間具有正、負反饋，以保證對FPGA板的數據校準過程進行監管和監控，以保證即使在衛星信號短暫丟失后的數據時間同步。

技術領域

本發明涉及電子設備技術領域，具體為一種高精度GPS同步保持模塊。

背景技術

電磁法是通過獲取大地介質對射入電磁場的響應，來獲得地下地質體或礦體電導率結構信息的方法。由于金屬礦通常具有的良好導電性，因此，電磁法勘探是尋找金屬礦最為有效的地球物理勘探手段。對于電磁法勘探而言，離不開可靠的電磁勘探儀器裝備。而在電磁法勘探儀器的研制中，設計發射機和接收機之間的同步又是其中一項非常關鍵的技術，因為在實際的野外實驗中，接收機和發射機都按照事先設定好的頻率表自動進行信號的發射與接收，無需手動操作，所以需要保證發射與接收的同步，因而發射機和接收機需要進行時間的同步。

關于時間同步方式，目前最常用方法是采用GPS進行同步。在發射機和接收機中分別采用相同的GPS芯片，由于GPS同步不受距離及地形影響，并且GPS輸出的時間準確度很高，因此采用GPS是一種比較好的同步方式。然而，現有的GPS時間同步裝置經常會忽略GPS找星的問題，同時對GPS信號的依賴性都比較強，它們多是在假設GPS信號一定能找到且不會失效的前提下設計。由于GPS衛星信號在空間傳播時受到多方面因素影響，會直接造成信號條件不理想。例如，在室內和森林等低信噪下，遮擋、多徑和干擾等現象較嚴重，導致GPS接收芯片接收到的GPS信號功率受到嚴重的衰弱。GPS芯片其可捕獲衛星數量明顯減少。當GPS芯片捕獲到的衛星數量低于一定值時， GPS芯片就無法準確的獲得GPS時間信息。另外GPS芯片易受外界環境的影響，特別是在強電磁環境下其輸出的PPS(秒脈沖)會夾雜擾動信號，有可能導致 PPS失效，裝置不能正常運行。

如圖2所示的傳統同步方法為通過GPS接收模塊進行數據接收，使用GPS 接收模塊的PPS端口進行輸出秒脈沖，然后經過FPGA將秒脈沖兩次上升沿內的時鐘周期進行計數并記錄相位差，通過計算調整恒溫晶振的壓控端電壓調整輸出頻率，之后使用FPGA將再次進行計數比較，直到恒溫晶振輸出頻率與 GPS頻率同步，這樣的情況會使同步僅可在有GPS信號時同步，丟星后會無法同步，斷電重啟后必須有GPS信號時同步，無GPS信號則頻率不能同步。

發明內容

(一)解決的技術問題

針對現有技術的不足，本發明提供了一種高精度GPS同步保持模塊，以解決上述背景技術中提出的問題。

(二)技術方案

為實現以上目的，本發明通過以下技術方案予以實現：一種高精度GPS 同步保持模塊，包括用于接收GPS信號的GPS接收模塊，還包括用于對GPS 秒脈沖上升的FPGA板，還包括用于數模轉換的DAC轉換器，還包括一可調頻率的恒溫晶振，還包括一用于將外部的輸入信號與內部的振蕩信號同步的鎖相環路(PLL)，所述鎖相環路(PLL)與FPGA板相連接。

優選的，所述GPS接收模塊與FPGA板進行電性連接，所述FPGA板與DAC 轉換器進行進行相連，DAC轉換器與恒溫晶振之間相連通，所述鎖相環路(PLL) 與恒溫晶振之間相連接。

優選的，所述GPS接收模塊設置有PPS端口。

優選的，所述FPGA板可用于計算和調整恒溫晶振的壓控端電壓調整輸出頻率。