[发明专利]一种数据同步采集系统及数据同步采集方法

权利要求书

1.一种数据同步采集系统，其特征在于，包括：全球导航卫星系统GNSS板卡、惯性测量单元IMU、现场可编程逻辑门阵列FPGA和采集板；所述GNSS板卡和所述IMU均与所述FPGA连接，且所述GNSS板卡和所述IMU均与所述采集板连接；

所述GNSS板卡用于将秒脉冲PPS同时传输给所述FPGA和所述采集板，并向所述采集板传输GNSS数据；

所述FPGA用于根据所述PPS的上升沿产生同步脉冲序列，并将所述同步脉冲序列发送给所述IMU；所述同步脉冲序列的脉冲频率为依据所述IMU的数据采样率确定；

所述IMU用于根据所述同步脉冲序列采集IMU数据，将所述IMU数据传输给所述采集板，以及根据所述同步脉冲序列向所述采集板发送时间有效TOV脉冲；

所述采集板用于根据接收到的所述PPS和所述TOV脉冲对所述IMU数据和所述GNSS数据进行时间同步。

2.根据权利要求1所述的数据同步采集系统，其特征在于，所述IMU被配置为外触发模式。

3.根据权利要求1或2所述的数据同步采集系统，其特征在于，所述IMU具体用于每接收到所述同步脉冲序列的一个脉冲，进行一次IMU数据的采集和传输。

4.根据权利要求1或2所述的数据同步采集系统，其特征在于，所述采集板具体用于将所述TOV脉冲作为内部计数器的时钟源。

5.根据权利要求4所述的数据同步采集系统，其特征在于，所述采集板还用于当捕捉到所述PPS的上升沿时将所述内部计数器计数值重置为0。

6.根据权利要求5所述的数据同步采集系统，其特征在于，所述采集板具体用于根据在接收到所述IMU数据之前所述内部计数器的计数值，以及所述同步脉冲序列的脉冲周期，确定所述IMU数据与所述GNSS数据的相对同步时间。

7.根据权利要求1、2、5或6中任一项所述的数据同步采集系统，其特征在于，所述同步脉冲序列的首个脉冲的上升沿与所述PPS的上升沿对齐。

8.根据权利要求1、2、5或6中任一项所述的数据同步采集系统，其特征在于，所述同步脉冲序列的首个脉冲的上升沿与所述PPS的上升沿的延迟小于预设阈值，且所述延迟为固定值。

9.一种数据同步采集方法，其特征在于，应用于权利要求1-8任一项所述的数据同步采集系统；所述方法包括：

步骤1、所述GNSS板卡将PPS同时传输给所述FPGA和所述采集板，并向所述采集板传输GNSS数据；

步骤2、所述FPGA根据所述PPS的上升沿产生同步脉冲序列，并将所述同步脉冲序列发送给所述IMU；所述同步脉冲序列的脉冲频率为依据所述IMU的数据采样率确定；

步骤3、所述IMU根据所述同步脉冲序列采集IMU数据，将所述IMU数据传输给所述采集板，以及根据所述同步脉冲序列向所述采集板发送TOV脉冲；

步骤4、所述采集板根据接收到的所述PPS和所述TOV脉冲对所述IMU数据和所述GNSS数据进行时间同步。

10.根据权利要求9所述的数据同步采集方法，其特征在于，所述IMU根据所述同步脉冲序列采集IMU数据，将所述IMU数据传输给所述采集板，具体包括：

所述IMU每接收到所述同步脉冲序列的一个脉冲，进行一次IMU数据的采集和传输。

11.根据权利要求9或10所述的数据同步采集方法，其特征在于，所述采集板根据接收到的所述PPS和所述TOV脉冲对所述IMU数据和所述GNSS数据进行时间同步，具体包括：

采集板将TOV脉冲作为内部计数器的时钟源，当捕捉到所述PPS的上升沿时，将所述内部计数器的计数值重置为0；根据在接收到IMU数据之前内部计数器的计数值，以及同步脉冲序列的脉冲周期，确定IMU数据与GNSS数据的相对同步时间；

采集板根据GNSS数据确定第一同步时间；所述第一同步时间与所述PPS的上升沿对应；

采集板根据第一同步时间和相对同步时间得到IMU数据的第二同步时间。