一种具有北斗卫星通信功能的通信控制系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种具有北斗卫星通信功能的通信控制系统，包括FPGA电路、北斗模块、平板电脑、串行接口、网络接口、FLASH存储器、TCXO和电源，所述FPGA电路内部开发设计了个功能模块包括功能配置模块、串口收发模块、网络收发模块、时间解算模块、守时模块、数据存储模块和北斗模块。该具有北斗卫星通信功能的通信控制系统通过采用FPGA进行控制，通过北斗模块和温控晶振并行实现高精度授时和守时功能，系统随时监视北斗模块的工作状态，可人工转入守时工作模式，也可在监视到北斗模块锁定的卫星数下降到临界值时自动转入守时工作模式，确保时间的可靠性。时间的可靠性。时间的可靠性。

A communication control system with Beidou satellite communication function

【技术实现步骤摘要】
一种具有北斗卫星通信功能的通信控制系统


[0001]本技术涉及北斗卫星通信
，具体为一种具有北斗卫星通信功能的通信控制系统。

技术介绍

[0002]在电子对抗数据采集领域，需要采集记录各类装备输出的数据，以及操作过程、状态、反馈效果等文本和图像数据，这些数据本身不带时间信息，需要加入时间信息才能参与到装备效能评估中，并且对时间信息的精度要求高，避免多套数据采集系统之间时间失步造成评估错误。常规方法是通过基于GPS或北斗导航模块为接收数据的计算机提供授时，但在复杂电磁环境下，导航模块很容易受到干扰导致输出时间错误，而计算机系统时间失步问题难以发现和纠错。
[0003]在精确授时领域，因全球导航卫星定位系统（GNSS，如北斗、GPS等）可提供的高精度时间信息而得到广泛应用。采用GNSS终端为计算机系统授时，需要解决计算机系统获取到时间信息的延迟时间。另外，虽然GNSS终端可以提供很精确的时间信号，但由于计算机操作系统具有非实时多任务的特性，受计算机操作系统运行负载的影响，计算机接收到时间信息进行解包转换，再到时间调整完毕的过程是一个不稳定的延时。只有解决好这两个延时，才能使计算机授时达到最优化的精度。中国专利文献CN105527633A和CN205484820U公开了一种基于USB便携式北斗/GPS导航授时装置及方法，将北斗/GPS模块输出的数据（$GPRMC）通过USB转串口方式直接送给计算机，由计算机进行解算时间，获得时分秒数据后进行计算机授时。该专利没有用到北斗/GPS模块的PPS信号对时间进行修正，误差是非常大的；该专利没有提到解算日期并对计算机的日期进行修正，当计算机日期错误时无法进行日期校准。中国专利文献CN107229219A公开了一种基于GPS模块、嵌入式系统的计算机精确授时方法及其实现系统，通过嵌入式系统与计算机系统进行2次通信，第一次通信可以获取嵌入式系统与计算机系统的时延时间，第二次通信将时延时间加倍，与UTC整数秒一起发送给计算机进行授时。该专利存在两个影响时间精度的误差因素：一是第一次通信时计算机系统反馈给嵌入式系统一个ACK信号，而第二次通信并没有该信号传输过程，按照该专利的通信方式，将产生2ms以上的时间误差；二是第一次通信的时间延时不仅包含“嵌入式系统与计算机通讯造成的时延和由于操作系统的非实时性造成的时延”，其实还包含1PPS时刻到信息开始输出时间间隔Δt1和接收并解算出UTC时间的间间隔Δt2，该专利忽略了Δt1和Δt2，相当于引入了2倍的（Δt1+Δt2）的时间误差，这是很大的误差。
[0004]有鉴于此，现提出一种具有北斗卫星通信功能的通信控制系统，具有高精度时间同步功能，为接收到的各类数据及时打上时标，同时具有数据存储功能。

技术实现思路

[0005]本技术的目的在于提供一种具有北斗卫星通信功能的通信控制系统，以解决上述
技术介绍
中提出的现有的采用GNSS终端为计算机系统授时，需要解决计算机系统获取
到时间信息的延迟时间，计算机接收到时间信息进行解包转换，再到时间调整完毕的过程是一个不稳定的延时的问题。
[0006]为实现上述目的，本技术提供如下技术方案，一种具有北斗卫星通信功能的通信控制系统，包括FPGA电路、北斗模块、平板电脑、串行接口、网络接口、FLASH存储器、TCXO和电源，所述FPGA电路内部开发设计了7个功能模块包括功能配置模块、串口收发模块、网络收发模块、时间解算模块、守时模块、数据存储模块和北斗模块，功能配置模块、串口收发模块、网络收发模块、时间解算模块、守时模块与数据存储模块之间数据连接，且守时模块和北斗模块构成时间解算模块作用于FPGA电路。
[0007]优选的，所述FPGA电路采用FPGA芯片，外围器件使用256Mbit SDRAM，4Mbit SRAM，配置芯片采用EPCS64。
[0008]优选的，所述北斗模块采用UM220
‑
IV NL双系统卫星导航定位模块。
[0009]优选的，所述平板电脑通过USB接口与FPGA进行通信。
[0010]优选的，所述串行接口采用MAX3232芯片。
[0011]优选的，所述网络接口采用W5500以太网控制芯片。
[0012]优选的，所述FLASH存储器采用SST25VF016B芯片。
[0013]优选的，所述TCXO采用50MHz温控晶振TCXO。
[0014]与现有技术相比，本技术的有益效果是：该具有北斗卫星通信功能的通信控制系统通过采用FPGA进行控制，通过北斗模块和温控晶振并行实现高精度授时和守时功能，系统随时监视北斗模块的工作状态，可人工转入守时工作模式，也可在监视到北斗模块锁定的卫星数下降到临界值时自动转入守时工作模式，确保时间的可靠性。FPGA内部功能模块可并行运行，处理速度快，适应各种数据吞吐量的电子装备。将数据采集和时间同步功能集成在一起，集成度更高，精度更可靠。
附图说明
[0015]图1为本技术一种具有北斗卫星通信功能的通信控制系统图。
[0016]图中：1、FPGA电路，2、功能配置模块，3、串口收发模块，4、网络收发模块，5、时间解算模块，6、守时模块，7、数据存储模块，8、北斗模块，9、平板电脑，10、串行接口，11、网络接口，12、FLASH存储器，13、TCXO，14、电源。
具体实施方式
[0017]下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
[0018]请参阅图1，本技术提供一种技术方案：一种具有北斗卫星通信功能的通信控制系统，包括FPGA电路1、北斗模块8、平板电脑9、串行接口10、网络接口11、FLASH存储器12、TCXO13和电源14，FPGA电路1内部开发设计了7个功能模块包括功能配置模块2、串口收发模块3、网络收发模块4、时间解算模块5、守时模块6、数据存储模块7和北斗模块8，且守时模块6和北斗模块8构成时间解算模块5作用于FPGA电路1，FPGA电路1采用FPGA芯片，外围器件使
用256MbitSDRAM，4MbitSRAM，配置芯片采用EPCS64，北斗模块8采用UM220
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IVNL双系统卫星导航定位模块，其中，北斗模块8的功能为：输出含有时间信息的$**RMC消息和1PPS信号，为系统提供准确时间，平板电脑9通过USB接口与FPGA进行通信，运行数据采集控制软件，可针对雷达、通信、光电等不同的电子装备生成对应的数据采集项，其中，平板电脑9的功能为：1、操作手通过数据采集控制软件对系统工作参数进行修改，在电子对抗过程中记录效能评估所需的各种数据和状态记录，并将其及时下传到FPGA；2、接收FPGA处理后的数据，存储在存储器中，串本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种具有北斗卫星通信功能的通信控制系统，包括FPGA电路（1）、北斗模块（8）、平板电脑（9）、串行接口（10）、网络接口（11）、FLASH存储器（12）、TCXO（13）和电源（14），其特征在于：所述FPGA电路（1）内部开发设计了7个功能模块包括功能配置模块（2）、串口收发模块（3）、网络收发模块（4）、时间解算模块（5）、守时模块（6）、数据存储模块（7）和北斗模块（8），功能配置模块（2）、串口收发模块（3）、网络收发模块（4）、时间解算模块（5）、守时模块（6）、北斗模块（8）与数据存储模块（7）之间数据连接，且守时模块（6）和北斗模块（8）构成时间解算模块（5）作用于FPGA电路（1）。2.根据权利要求1所述的一种具有北斗卫星通信功能的通信控制系统，其特征在于：所述FPGA电路（1）采用FPGA芯片，外围器件使用256Mbit SDRAM，4Mbit SRAM，配置芯片采用EPCS64。3...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴桐，冯涛，杨昱，祁世民，崔博，林欢，李银龙，孙健，
申请(专利权)人：中国人民解放军六三八九三部队，
类型：新型
国别省市：