[发明专利]具有故障模拟功能的GPS接收机模拟方法

权利要求书

1.具有故障模拟功能的GPS接收机模拟方法，它是基于GPS接收机模拟器实现的，所述GPS接收机模拟器由秒脉冲信号驱动器(1)、FPGA(2)、第一RS485收发器(3-1)、第二RS485收发器(3-2)、CAN收发器(4-1)和CAN控制器(4-2)组成，所述秒脉冲信号驱动器(1)的秒脉冲驱动信号输入端与所述FPGA(2)的秒脉冲驱动信号输出端相连，所述第一RS485收发器(3-1)的串行通讯口与FPGA(2)的第一RS485串行通讯口相连，所述第二RS485收发器(3-2)的串行通讯口与FPGA(2)的第二RS485串行通讯口相连，CAN控制器(4-2)的控制数据输入/输出端与FPGA(2)的CAN数据输入/输出端相连，CAN收发器(4-1)的串行通讯口与CAN控制器(4-2)的串行通讯口相连；

其特征是：具有故障模拟功能的GPS接收机模拟方法具体如下：所述FPGA(2)内部固化有正常定位数据存储区(a)、故障数据存储区(b)、GPS时间计数器(c)、GPS广播数据帧发送请求计数器(d)和六个逻辑状态机，所述六个逻辑状态机分别为：GPS正常定位数据接收状态机(2-1)、故障数据接收状态机(2-2)、模拟器工作状态管理状态机(2-3)、GPS时间计时及秒脉冲信号产生状态机(2-4)、GPS广播数据帧发送请求状态机(2-5)和GPS广播数据帧发送状态机(2-6)，所述六个逻辑状态机工作时钟频率为57.6MHz，秒脉冲信号驱动器(1)用于向GPS接收机模拟器外部提供秒脉冲信号，正常定位数据存储区(a)用于存储正常定位数据，故障数据存储区(b)用于存储故障数据，第一RS485收发器(3-1)用于接收GPS接收机正常定位数据并发送给FPGA(2)，第二RS485收发器(3-2)用于接收GPS接收机故障定位数据、故障类型参数和故障持续时间参数并发送给FPGA(2)；

GPS正常定位数据接收状态机(2-1)包括三个状态：等待状态、接收正常定位数据状态和数据存储状态；

在等待状态，等待RS485收发器(3-1)发送数据，若检测到第一RS485接收器(3-1)发送数据，则所述状态机将转换到接收正常定位数据状态；

在接收正常定位数据状态，接收第一RS485接收器(3-1)发送的数据，当数据接收完毕后，状态机转换到数据存储状态；

在数据存储状态，将接收的数据存入正常定位数据存储区(a)；若数据存储完毕，状态机将转换到等待状态；

故障数据接收状态机(2-2)包括四个状态：等待状态、接收故障数据状态、数据存储状态和故障数据到达信号发送状态；

在等待状态，等待第二RS485收发器(3-2)发送数据，若检测到第二RS485收发器(3-2)发送数据，则状态机将转换到接收故障数据状态；

在接收故障数据状态，接收第二RS485收发器(3-2)发送的数据，若数据接收完毕，状态机将转换到数据存储状态，

在数据存储状态，将接收的数据存入故障数据存储区(b)，所述故障数据包括故障类型、故障持续时间和故障定位数据；若数据存储完毕，状态机将转换到故障数据到达信号发送状态；

在故障数据到达信号发送状态，发送故障数据到达信号，若故障数据到达信号发送完毕，状态机将转换到等待状态；

模拟器工作状态管理状态机(2-3)包括两个状态：等待故障数据到达状态和读取故障数据状态；

在等待故障数据到达状态，检测故障数据到达信号，当检测到所述故障数据到达信号时，状态机转换到读取故障数据状态；

在读取故障数据状态，从故障数据存储区(b)中读取故障类型数据和故障持续时间数据，并根据所述故障类型数据和故障持续时间设置状态机的工作状态及状态持续时间；读取完数据后，状态机转换到等待故障数据到达状态；

GPS时间计时及秒脉冲信号产生状态机(2-4)包括一个状态：延时等待状态；

在延时等待状态，等待整秒时刻到达，若整秒时刻到达，则GPS时间计数器(c)加1并且产生一次秒脉冲驱动信号；

GPS广播数据帧发送请求状态机(2-5)包括一个状态：等待秒脉冲信号状态；

在等待秒脉冲信号状态，若秒脉冲信号到达，将GPS广播数据帧发送请求计数器(d)加 1，操作完毕则等待秒脉冲信号状态；

GPS广播数据帧发送状态机(2-6)包括两个状态：查询状态和发送广播数据帧状态；

在查询状态，查询GPS广播数据帧发送请求计数器(d)的内容，若GPS广播数据帧发送请求计数器(d)不等于0，则执行下述步骤：

步骤A1、GPS广播数据帧发送请求计数器(d)减1；

步骤A2、判断当前模拟器工作状态，若当前模拟器工作状态为正常，则执行步骤A3，若当前模拟器工作状态为故障，则执行步骤A6；

步骤A3、模拟器读取当前GPS时间；

步骤A4、模拟器从正常定位数据存储区(a)中读取正常定位数据；

步骤A5、模拟器将最后一次输出的正常定位数据和GPS时间作为待发送数据，然后状态机转换到发送广播数据帧状态；该线程结束；

步骤A6、模拟器读取当前GPS时间；

步骤A7、模拟器从正常定位数据存储区(a)中读取正常定位数据；

步骤A8、模拟器从故障数据存储区(b)中读取故障定位数据；

步骤A9、判断故障类型，若故障类型为2，则执行步骤A10；若故障类型为3，则执行步骤A15；若故障类型为4，则执行步骤A16；若故障类型为其他值，则状态机转换到查询状态，该线程结束；

步骤A10、模拟器读取定位数据跳变类型标志位；

步骤A11、判断所述标识位的内容，若标志位等于0，则执行步骤A12；若标志位等于1，则执行步骤A13；

步骤A12、模拟器将正常定位数据加故障定位数据的结果和当前GPS时间作为GPS广播数据帧的待发送数据，然后执行步骤A14；

步骤A13、模拟器将正常定位数据减故障定位数据的结果和当前GPS时间作为GPS广播数据帧的待发送数据；

步骤A14、模拟器将定位数据跳变类型标志位取反，然后状态机转换到发送广播数据帧状态，该线程结束；

步骤A15、模拟器将最后一次输出的正常定位数据和当前GPS时间作为待发送数据，然后状态机转换到发送广播数据帧状态； 

步骤A16、模拟器将故障定位数据和当前GPS时间作为待发送数据，然后状态机转换到发送广播数据帧状态；

在发送广播数据帧状态，发送广播数据帧，广播数据帧中含有待发送数据，然后状态机转换到查询状态。

2.根据权利要求1所述的具有故障模拟功能的GPS接收机模拟方法，其特征在于模拟器工作状态管理状态机(2-3)在读取故障数据状态后，根据所述故障类型数据和故障持续时间设置状态机的工作状态及状态持续时间的过程为：若故障类型数据等于0或故障持续时间数据等于0，则状态机设置模拟器工作状态为“正常”，设置完毕后状态机将转换到等待故障数据到达状态；若故障类型数据不等于0且故障持续时间数据不等于0，则状态机设置模拟器工作状态为“故障”，设置完毕后根据故障持续时间数据进行延时，延时完毕后状态机设置模拟器工作状态为“正常”，随后状态机转换到等待故障数据到达状态。