[发明专利]一种分布式测试系统的GPS同步方法

摘要

本发明公开一种分布式测试系统的GPS同步方法，该方法面向当前主流分布式测试系统的应用，解决了瞬态信号测试中，分布式测试系统因各测点独立工作造成物理上分散隔离而致使相互间难以同步的问题。该方法能够精确测量所设计的GPS同步单元产生的PPS脉冲信号与所接收到的被测信号之间的时间差，各测点分别测得该时间差后连同UTC时间一起上传至计算机，在计算机上建立起以PPS脉冲为基准的时间统一。本发明所设计的GPS同步单元包括GPS授时模块、控制芯片FPGA及高精度时钟源、EEPROM存储器、USB接口等。本发明适用于野外开阔环境下分布式测试系统的同步，以无线同步方式解决了有线同步中存在的可靠性低、工程量大等突出问题，该方法精度高、操作简单、易于工程实现。

主权项

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。