位置、速度、时间和姿态信息统一直流编码方法技术

本发明专利技术属于通信技术领域，公开一种位置、速度、时间和姿态信息统一直流编码方法，包括：设计位置、速度、时间和姿态统一直流码PVTA，包括PVTA数据帧结构的设计、码元波形的定义、数据传输方式的设计和时间基准标志的规定；基于设计的PVTA码对时间、位置、速度和姿态信息采用直流码的格式进行统一编码，完成时间、位置、速度和姿态信息的同步传输。本发明专利技术实现了位置、速度、时间和姿态信息的有机结合，只需要一种数据接口就可实现对时间、位置、速度和姿态四种信息的传输，大大减少了数据接口的类型和数量，简化了硬件设备的结构。

【技术实现步骤摘要】
位置、速度、时间和姿态信息统一直流编码方法
本专利技术属于通信
，尤其涉及一种位置、速度、时间和姿态信息统一直流编码方法。
技术介绍
IRIG是美国靶场仪器组的简称。IRIG时间标准分为两类，一类是并行的时间码格式，另一类是串行的时间码格式。IRIG-B码是串行时间码的一种，其时帧周期为1s，包含100个码元，每个码元周期为10ms；IRIG-B码一共有三种码元，位置识别标志P，二进制“1”和“0”，高电平脉宽分别为8ms，5ms和2ms；IRIG-B码每10个码元有一个位置识别标志，共有P1，P2，P3，…，P9，P0十个位置识别标志，它们的高电平脉宽均为8ms；PR为帧参考点(邴志光,束坤,顾燕飞.IRIG-B码在时间同步系统中的应用[J].现代电子技术,2012,35(07):16-18.)。IRIG-B码具有携带信息量大、适合远距离传输、接口标准化和国际通用等优点，是最为常用的一种时间编码(陈琳.IRIG-B编解码系统设计与实现[J].江苏科技信息,2013(05):57-58.)。位置、速度、时间和姿态信息是通信、电子、测量和信号处理等设备的基本信息。信息采集设备通过导航定位系统和惯性导航系统采集到位置、速度、时间和姿态等信息后，传统上采用IRIG-B码、串口或网口和秒脉冲等方式与通信、电子、测量和信号处理等设备进行信息传输，如图1所示。其中IRIG-B码只能传输时间和时刻信息，秒脉冲则只能传输时刻信息，串口或网口可以实现位置、速度、时间和姿态信息的同时传输，但是其不包含准确的时刻信息，所以时间误差较大，一般在100ms以上。采用传统的信息传输方式进行位置、速度、时间和姿态信息的传输，需要的数据接口类型较多，对应的驱动程序也多，会造成系统通讯线繁多，可靠性差，接口调试工作量大，接口电路不易集成化等问题。
技术实现思路
本专利技术针对采用传统的信息传输方式进行位置、速度、时间和姿态信息的传输，需要的数据接口类型较多，对应的驱动程序也多，会造成系统通讯线繁多，可靠性差，接口调试工作量大，接口电路不易集成化等问题，提出一种位置、速度、时间和姿态信息统一直流编码方法，对位置、速度、时间、姿态信息进行统一直流编码，实现了位置、速度、时间、姿态信息的有机地结合和同时传输。为了实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：一种位置、速度、时间和姿态信息统一直流编码方法，包括：设计位置、速度、时间和姿态统一直流码PVTA，包括PVTA数据帧结构的设计、码元波形的定义、数据传输方式的设计和时间基准标志的规定；基于设计的PVTA码对时间、位置、速度和姿态信息采用直流码的格式进行统一编码，完成时间、位置、速度和姿态信息的同步传输。进一步地，所述PVTA数据帧结构的设计包括：所述PVTA数据帧的帧周期设定为1秒，每一个PVTA数据帧包含1000个码元，每个码元对应一个数据位；将PVTA数据帧中的第0个码元定义为基准码元PR；将第1-99个码元定义为时间信息的数据位；将第100-259个码元定义为位置信息的数据位；将第260-319个码元定义为速度信息的数据位；将第320-559个码元定义为姿态信息的数据位；将第560-999个码元定义为预留数据位。进一步地，所述PVTA码元波形的定义包括：定义P、1、0三种码元，码元周期设定为1ms；其中码元P包括PR和Pn，n＝0,1,2,3,…99，PR为基准码元，Pn为位置识别标志，码元P高电平宽度设置为800μs，低电平宽度设置为200μs；码元逻辑1高电平宽度设置为500μs，低电平宽度设置为500μs；码元逻辑0高电平宽度设置为200μs，低电平宽度设置为800μs。进一步地，所述数据传输方式为串行传输方式。进一步地，所述时间基准标志由位置识别标志P0和相邻的基准码元PR组成，两者高电平宽度均为800μs，低电平宽度均为200μs，PR的前沿与秒脉冲的上升沿为同一时刻，即为时间基准标志。与现有技术相比，本专利技术具有的有益效果：(1)本专利技术对位置、速度、时间、姿态信息进行统一直流编码，实现了位置、速度、时间、姿态信息的有机结合和同时传输；(2)本专利技术对位置、速度、时间、姿态信息进行统一直流编码，简化了数据接口的类型，统一了驱动程序的标准，降低了接口调试的工作量，提高了信息传输系统的可靠性；(3)本专利技术在每一帧数据传输开始时，能为外部系统提供一个秒脉冲信号，实现外部系统间的时钟同步。附图说明图1为传统信息传输方式示意图；图2为本专利技术实施例一种位置、速度、时间和姿态信息统一直流编码方法的PVTA码传输方式示意图；图3为本专利技术实施例一种位置、速度、时间和姿态信息统一直流编码方法的基本流程图；图4为本专利技术实施例一种位置、速度、时间和姿态信息统一直流编码方法的PVTA数据帧结构示意图；图5为本专利技术实施例一种位置、速度、时间和姿态信息统一直流编码方法的PVTA码码元波形示意图；图6为本专利技术实施例一种位置、速度、时间和姿态信息统一直流编码方法的时间基准标志的位置示意图。具体实施方式下面结合附图和具体的实施例对本专利技术做进一步的解释说明：针对采用传统的信息传输方式进行位置、速度、时间和姿态信息的传输，需要的数据接口类型较多，对应的驱动程序也多，会造成系统通讯线繁多，可靠性差，接口调试工作量大，接口电路不易集成化等问题。本专利技术对位置、速度、时间和姿态(PVTA)信息进行统一直流编码，将位置、速度、时间和姿态信息有机地结合在一起，实现位置、速度、时间和姿态信息的同时传输，如图2所示。如图3所示，一种位置、速度、时间和姿态信息统一直流编码方法，包括：步骤S101：设计位置、速度、时间和姿态统一直流码PVTA，包括PVTA数据帧结构的设计、码元波形的定义、数据传输方式的设计和时间基准标志的规定；步骤S102：基于设计的PVTA码对时间、位置、速度和姿态信息采用直流码的格式进行统一编码，完成时间、位置、速度和姿态信息的同步传输。具体地，步骤S101包括：1、PVTA数据帧结构的设计PVTA数据帧的结构直观地反应了信息数据的编码格式。规定PVTA数据帧的帧周期为1秒，每一帧包含1000个码元，每个码元对应一个数据位。将PVTA数据帧中的第0个码元定义为基准码元，即PR；将第1-99个码元定义为时间信息的数据位；将第100-259个码元定义为位置信息的数据位；将第260-319个码元定义为速度信息的数据位；将第320-559个码元定义为姿态信息的数据位；将第560-999个码元定义为预留数据位。PVTA数据帧的具体结构如图4所示。2、码元波形的定义PVTA数据码一共包含P、1、0三种码元，码元周期设定为1ms；其中码元P包括PR和Pn，n＝0,1,2,3,…99，PR为基准码元，Pn为位置识别标志，码元P高电平宽度设置为800μs，低电平宽度设置为200μs；本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种位置、速度、时间和姿态信息统一直流编码方法，其特征在于，包括：/n设计位置、速度、时间和姿态统一直流码PVTA，包括PVTA数据帧结构的设计、码元波形的定义、数据传输方式的设计和时间基准标志的规定；/n基于设计的PVTA码对时间、位置、速度和姿态信息采用直流码的格式进行统一编码，完成时间、位置、速度和姿态信息的同步传输。/n

【技术特征摘要】
1.一种位置、速度、时间和姿态信息统一直流编码方法，其特征在于，包括：
设计位置、速度、时间和姿态统一直流码PVTA，包括PVTA数据帧结构的设计、码元波形的定义、数据传输方式的设计和时间基准标志的规定；
基于设计的PVTA码对时间、位置、速度和姿态信息采用直流码的格式进行统一编码，完成时间、位置、速度和姿态信息的同步传输。


2.根据权利要求1所述的位置、速度、时间和姿态信息统一直流编码方法，其特征在于，所述PVTA数据帧结构的设计包括：
所述PVTA数据帧的帧周期设定为1秒，每一个PVTA数据帧包含1000个码元，每个码元对应一个数据位；将PVTA数据帧中的第0个码元定义为基准码元PR；将第1-99个码元定义为时间信息的数据位；将第100-259个码元定义为位置信息的数据位；将第260-319个码元定义为速度信息的数据位；将第320-559个码元定义为姿态信息的数据位；将第560-999个码元定义为预留数据位。
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【专利技术属性】
技术研发人员：刘拥军，李小强，高金宇，韩冬瑞，施利春，李伟，肖龙，
申请(专利权)人：河南职业技术学院，
类型：发明
国别省市：河南;41