[发明专利]一种高精度GPS同步保持模块

说明书

本发明提供一种高精度GPS同步保持模块，涉及电子设备领域。该高精度GPS同步保持模块包括用于接收GPS信号的GPS接收模块，还包括用于对GPS秒脉冲上升的FPGA板，还包括用于数模转换的DAC转换器，还包括一可调频率的恒温晶振，还包括一用于将外部的输入信号与内部的振荡信号同步的锁相环路(PLL)，所述锁相环路(PLL)与FPGA板相连接，所述GPS接收模块与FPGA板进行电性连接。该高精度GPS同步保持模块经过恒温晶振频率之后的数据型号需再次经过锁相环路(PLL)进行处理，之后才能进行数据的输出，锁相环路(PLL)与FPGA板之间具有正、负反馈，以保证对FPGA板的数据校准过程进行监管和监控，以保证即使在卫星信号短暂丢失后的数据时间同步。

技术领域

本发明涉及电子设备技术领域，具体为一种高精度GPS同步保持模块。

背景技术

电磁法是通过获取大地介质对射入电磁场的响应，来获得地下地质体或矿体电导率结构信息的方法。由于金属矿通常具有的良好导电性，因此，电磁法勘探是寻找金属矿最为有效的地球物理勘探手段。对于电磁法勘探而言，离不开可靠的电磁勘探仪器装备。而在电磁法勘探仪器的研制中，设计发射机和接收机之间的同步又是其中一项非常关键的技术，因为在实际的野外实验中，接收机和发射机都按照事先设定好的频率表自动进行信号的发射与接收，无需手动操作，所以需要保证发射与接收的同步，因而发射机和接收机需要进行时间的同步。

关于时间同步方式，目前最常用方法是采用GPS进行同步。在发射机和接收机中分别采用相同的GPS芯片，由于GPS同步不受距离及地形影响，并且GPS输出的时间准确度很高，因此采用GPS是一种比较好的同步方式。然而，现有的GPS时间同步装置经常会忽略GPS找星的问题，同时对GPS信号的依赖性都比较强，它们多是在假设GPS信号一定能找到且不会失效的前提下设计。由于GPS卫星信号在空间传播时受到多方面因素影响，会直接造成信号条件不理想。例如，在室内和森林等低信噪下，遮挡、多径和干扰等现象较严重，导致GPS接收芯片接收到的GPS信号功率受到严重的衰弱。GPS芯片其可捕获卫星数量明显减少。当GPS芯片捕获到的卫星数量低于一定值时， GPS芯片就无法准确的获得GPS时间信息。另外GPS芯片易受外界环境的影响，特别是在强电磁环境下其输出的PPS(秒脉冲)会夹杂扰动信号，有可能导致 PPS失效，装置不能正常运行。

如图2所示的传统同步方法为通过GPS接收模块进行数据接收，使用GPS 接收模块的PPS端口进行输出秒脉冲，然后经过FPGA将秒脉冲两次上升沿内的时钟周期进行计数并记录相位差，通过计算调整恒温晶振的压控端电压调整输出频率，之后使用FPGA将再次进行计数比较，直到恒温晶振输出频率与 GPS频率同步，这样的情况会使同步仅可在有GPS信号时同步，丢星后会无法同步，断电重启后必须有GPS信号时同步，无GPS信号则频率不能同步。

发明内容

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种高精度GPS同步保持模块，以解决上述背景技术中提出的问题。

(二)技术方案

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种高精度GPS 同步保持模块，包括用于接收GPS信号的GPS接收模块，还包括用于对GPS 秒脉冲上升的FPGA板，还包括用于数模转换的DAC转换器，还包括一可调频率的恒温晶振，还包括一用于将外部的输入信号与内部的振荡信号同步的锁相环路(PLL)，所述锁相环路(PLL)与FPGA板相连接。

优选的，所述GPS接收模块与FPGA板进行电性连接，所述FPGA板与DAC 转换器进行进行相连，DAC转换器与恒温晶振之间相连通，所述锁相环路(PLL) 与恒温晶振之间相连接。

优选的，所述GPS接收模块设置有PPS端口。

优选的，所述FPGA板可用于计算和调整恒温晶振的压控端电压调整输出频率。