[发明专利]导航卫星授时信息转发器

说明书

技术领域

本发明涉及一种转发导航卫星授时信息的装置，具体地说，涉及一种对导航卫星信号接收单元所输出的导航与授时数据进行处理然后仅对其中的授时信息进行转发的装置。

背景技术

普通时钟或其他计时设备在长期使用过程中，其计时误差会逐渐积累，需要通过人工或自动的方式及时校准。以前大多是利用授时电台的信号或普通广播电台的整点报时信号来校准时钟，现在逐渐改为利用导航卫星的授时信息来进行校准。卫星导航系统在提供定位导航信息的同时，提供了极为准确的授时信息，因此利用导航卫星信号接收单元接收处理后输出的授时信息来对时钟或其他计时设备进行自动校准，是一种很有效的校时手段。但是由于导航卫星信号接收单元为了有效地接收超高频的卫星导航信号，要求被安装于上方空旷的、最好能直视天空的位置，而时钟则大多安装于屋内，两者之间往往有相当长的距离；此外，出于成本和安装等方面的考虑，我们还希望一个导航卫星信号接收单元所输出的授时信息能被多台时钟或其他计时设备所共用。出于上述理由，就需要对导航卫星信号接收单元所输出的信号进行发送驱动和长距离传送。

常见的导航卫星信号接收单元(如：接收模块、接收板等)输出两种类型的信号，一种是以串行方式输出的包含经纬度等定位信息与日期时间等授时信息的串行数据信号(常被称为导航报文信息)，另一种是精确标定每秒起始时刻的1PPS秒脉冲(1 Pulse per Second即每秒一个脉冲)信号。在用于授时时，就产生了如何经济有效地对两路信号进行长距离传送的问题。现有技术是对两路信号都进行传送，例如专利申请案200520083956.9《GPS天线转接发送器》就是这样的例子。这样就要用两对导线，而且在距离较长时这两路信号都需要使用发送驱动与接收器件，这显然既不够经济，在安装接线时又容易接错，而且由于导航报文信息被原样转发，对使用授时信息的各计时设备来说也增加了处理信息的工作量。

发明内容

为了把导航卫星信号接收单元输出的串行数据和1PPS秒脉冲这两路信号经济有效地长距离传送，本发明提供一种导航卫星授时信息转发器，它从导航卫星信号接收单元输出的串行数据中仅抽取授时数据，然后把串行的授时数据和1PPS秒脉冲组合成一路信号进行转发。

本发明解决这个技术问题所采用的技术方案是：本转发器内设有一个单片机或微控制器，该单片机或微控制器在程序控制下，接收由导航卫星信号接收单元输出的包含定位状态、经度、纬度、海拔高程、日期、时间、卫星编号、信杂比等等定位导航与授时数据的串行信号，从中仅抽取日期、时间、定位状态（定位信息可用或不可用），另外加上一个授时状态（1PPS秒脉冲有或无），然后再以串行方式输出。由于单片机或微控制器输出的授时数据内容与它接收到的导航卫星信号接收单元输出的庞杂数据内容相比已大为减少，因此串行发送耗时在每秒中只占很少时间(当波特率为4800bps时，少于0.1秒)，把发送串行授时数据的时刻安排在每两个1PPS秒脉冲之间大致中间的位置(0.5秒±0.1秒)，其余时间串行发送端输出高电平(如图2(a)所示)。然后再在该串行信号中每秒插入一个低电平矩形脉冲(如图2(d)所示)，而该低电平脉冲的上升沿（后沿）同步于1PPS秒脉冲(如图2(b)所示)的前沿。将上述单片机或微控制器输出的串行信号与上述每秒一个低电平矩形脉冲的脉冲串组合在一起而最终形成的组合串行信号(如图2(e)所示)作为该转发器的串行输出信号。将该组合串行输出信号通过符合RS-485串行接口标准的接口器件进行发送驱动，则经过驱动后发送的组合串行信号可以被长距离传输(1至数公里)并能提供给多达32个RS-485接收器接收。

本发明的有益效果是：由于最终发送的仅为一路信号，只需一对导线用来传输组合串行信号，用于发送与接收的RS-485接口器件也相应减少一半，因而与使用两对线路传输的方案相比，成本较低，线路安装时不会弄错，日后维护更为方便，故障率也更低；同时由于本转发器对导航卫星信号接收单元输出的串行信号中的数据内容已经过处理，仅抽取日期、时间、定位状态，加上授时状态，进行转发，各个接收利用本转发器输出信号的时钟或其他计时设备当中的单片机或微控制器，就只需占用少量CPU（中央处理单元）时间来处理串行信号中的数据内容，因而对其他事件的响应就更为及时。