[实用新型]一种基于GNSS的同步计算和授时控制装置

说明书

本实用新型公开了一种基于GNSS的同步计算和授时控制装置。所述装置包括电连接的微处理器模块、GNSS模块、级联模块、同步信号选择模块、同步信号输出模块、外同步信号调理模块、工作模式配置模块、网络通信模块、编程模块和电源模块。所述控制装置提供了同源高精度的RS‑232C电平时序触发信号、串口精确授时和网络组播授时控制，可通过串行通讯端口将同步时序信号直接引入分布式仿真中的各仿真节点计算机，来驱动各仿真节点的同步计算和系统时间校对，支持异地组网条件下大型分布式仿真系统的同步计算和授时控制。

技术领域

本实用新型属于分布式仿真技术领域，具体是指一种用于分布式仿真中基于硬件的同步计算时序生成和授时控制的装置，特别是适用于组网条件下大型分布式仿真系统的同步计算和授时控制。

背景技术

对于大型分布式仿真系统，时序同步和时间管理是实现正确仿真逻辑的关键和难点，尤其是对组网条件下的飞行模拟训练实时仿真系统来说，必须保证各仿真节点计算时序的同步性和时间的一致性，才能实现各仿真模型的正确交互和同步推进，避免诸如大机动飞行条件下视景图像或目标显示抖动等问题。

目前，为了解决各仿真节点的同步推进，主要有三种解决方案：一是软件同步方法，完全利用软件完成分布式仿真系统中各时钟的同步，但这种软件进行同步的工作量很大，且节点间的同步偏差容易积累，更重要的是，同步信息在广域网上传输时延迟大，且有很大的不确定性，这会使软件同步的效果不理想， CN 103763377 B就是一种基于以太网的软同步方法；二是硬件同步方法，硬件同步往往是借助于全球导航卫星系统(GlobalNavigation Satellite System，GNSS)来实现，通常根据实时性约束条件选择以太网或反射内存网来发送时序信号，基于以太网的同步同样存在时延的不确定性，而基于反射内存网则存在硬件成本较高的缺点；三是分层式混合的同步方法，采用硬件和软件同步一起工作来实现节点间的时钟同步，即选择某一个节点作为时间管理主机，并在时间管理主机上引入一个GNSS接收机，在不同局域网中的时间管理主机就可以通过GNSS的时间信号实现同步，在每一个局域网内部，各节点通过软件实现与该局域网中的时间管理主机同步。CN102201907 B就是通过未引入GNSS接收机的心跳服务器向各仿真节点发送同步信息，存在的主要缺点是同步信息的延迟不确定性，不适合组网条件下大型分布式仿真系统的同步控制。 CN 1749916 A则是通过计算机的两个COM口实现了基于GPS秒脉冲信号的精确时间对准，没有用于多台计算机的同步计算时序信号的生成。

各仿真节点计算机通常都具有9针串行通讯端口(满足EIA-RS-232C标准)，该串行通讯端口的数据载波检测(Data Carrier Detect，DCD)、数据发送就绪(Data Send Ready，DSR)、清除发送(Clear To Send， CTS)和振铃指示(Ring Indicator，RI)引脚可以采集外部的输入控制信号，接收数据(Received Data， RXD)引脚可以接收串行通信数据，从而在仿真节点计算机上引起相对应的串口中断事件并可进行数据接收，这需要运行在仿真节点计算机上的软件进行正确的设置。

本实用新型属于基于GNSS的硬件同步装置，是通过硬件同步装置产生同源、高精度的时序触发信号，可将该触发信号引入各仿真节点计算机的串行通讯端口，来驱动各仿真节点的同步计算，克服了通过以太网进行同步的时延不确定性，并且不需要各仿真节点计算机安装专门的同步硬件板卡，支持异地组网条件下大型分布式仿真系统的同步计算和校时控制。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种用于分布式仿真系统中基于GNSS的同步计算和授时控制的装置，该装置能够产生同源、高精度的时序触发信号，支持通过仿真节点计算机的串行通讯端口引入该时序触发信号，并通过以太网UDP组播的方式进行授时，满足分布式仿真系统中各节点计算机周期性仿真计算的同步驱动和系统时间的校对。

为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：