[发明专利]一种分布式测试系统的GPS同步方法

权利要求书

1.一种分布式测试系统的GPS同步方法，其特征在于：采用以下的步骤进行分布式测试系统的GPS同步：

1)利用GPS授时模块产生并输出两种数据，一种是PPS脉冲信号，另一种是与每个PPS脉冲信号对应的串行数据中的UTC时间t；

2)采用FPGA提取并缓存GPS授时模块产生的UTC时间t；

3)以PPS脉冲信号为起始计时信号，以被测信号为停止计时信号：

i.若在下一个PPS脉冲来临时，被测信号仍然没有到来，则FPGA中的清零计数器重新开始新一轮计数，在被测信号到来前计数器一直处于清零计数再清零再计数的循环计数状态；

ii.一旦被测信号到来，FPGA中的计数器停止计数，当前计数值即是被测信号上升沿与被测信号到来前一次PPS脉冲上升沿之间的时间差Δt，FPGA将该时间差值Δt存放起来；

4)将时间差Δt与被测信号前一次PPS脉冲对应的UTC时间t0整合后，存入EEPROM存储器；

5)计算机读取各个分布式测点的时间差Δt和UTC时间t0后，通过上位机处理，建立起以PPS脉冲为基准的时统；

所述步骤2)中采用FPGA提取并缓存GPS授时模块产生的UTC时间t的具体操作步骤为：将UART串行通信协议集成到FPGA中，采用标准异步收发方式与GPS授时模块进行数据通信；在波特率一致的情况下，按照GPS授时模块的串行数据帧格式完成双方的串行通信，在每个PPS脉冲之后获取对应的UTC时间t，并存入内部寄存器。

2.根据权利要求1所述的一种分布式测试系统的GPS同步方法，其特征在于，所述步骤4)中将时间差Δt与被测信号前一次PPS脉冲对应的UTC时间t0整合的具体操作步骤为：等待触发信号产生后，FPGA首先将锁存的时间差值Δt读取至内部的寄存器，然后读取已存入内部寄存器的UTC时间t0，将UTC时间中的时、分、秒字节以及体现时间差值Δt的3个数据字节按权值高低依次存入EEPROM存储器，给GPS授时模块下电，完成一次同步过程。

3.根据权利要求1所述的一种分布式测试系统的GPS同步方法，其特征在于，所述步骤5)中计算机读取各个分布式测点的时间差Δt和UTC时间t0后，通过以Labview为基础编程的上位机处理，建立起以PPS脉冲为基准的时统；计算机对各测点同步数据的具体处理步骤为：通过USB接口将各个测点存储在EEPROM中的时间数据上传至计算机；通过判读各个测点的UTC时间，确认各测点记录的时间差是否基于同一个PPS脉冲；若出现非同一PPS脉冲的情况，所有以第2个PPS脉冲为起始计时信号来记录的时间差值均加1s；以PPS脉冲为基准，根据时间差值确立被测信号传播到各个测点的时间，从而在所有测点建立起以PPS脉冲为基准的时统。