本发明专利技术公开了一种用GPS秒脉冲信号实现多源数据精确时间对准的方法，涉及GPS应用技术，将GPS设备输出的数据信息通过RS-232协议传送给计算机第一个COM口；GPS的PPS秒脉冲信号经过电平转换电路后引入计算机第二个COM口，作为中断触发信号；在嵌入式实时操作系统环境下设置接收计算机COM口控制器的工作模式，使计算机能够直接响应PPS信号引发的中断；通过获得中断发生的精确时间与GPS数据中时间信息进行比较，以实现本机时间与GPS标准时间的精确对准，进而实现多台计算机、多种数据源数据的精确对准。本发明专利技术方法实现简单，无需对硬件进行大的修改，软件控制保证本发明专利技术方法具有很大灵活性。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及全球定位系统(GPQ应用
，是实时数据处理技术，特别是多台计算机、多种数据源的数据实现精确时间对准的方法。
技术介绍
实时数据处理系统中，经常要对来自多台计算机采集的、多种数据源的数据进行精确时间对准。在数据接收计算机中，将通过串行通信接口(COM 口)接收PPS秒脉冲。COM 口采用 RS-232C 标准，RS-232C 的全称是 EIA-RS-232C 标准，其中 EIA (Electronic Industry Association)代表美国电子工业协会，RS (recommended standard)代表推荐标准，232是标识号，C代表RS232的最新一次修改(1969)。它规定连接电缆和机械、电气特性、信号功能及传送过程。在通用计算机和Power PC机中，计算机对RS-232接口增加了控制器，发置了协议，通常所说的PC机的RS-232接口就是带有通信协议的接口。这个标准对串行通信接口的有关问题如信号线功能、电器特性等都作了明确规定。串行通信接口中的数据载波检出(Data Carrier dectection-DCD)信号用来表示 DCE已接通通信链路，告知DTE准备接收数据。当本地的MODEM收到由通信链路另一端(远地)的MODEM送来的载波信号时，使D⑶信号有效，通知终端准备接收，并且由MODEM将接收下来的载波信号解调成数字信号后，沿接收数据线(RXD)送到终端。在这一双向通讯过程中，数据的精确时间对准非常重要。
技术实现思路
本专利技术的目的是公开一种用GPS秒脉冲信号实现多源数据精确时间对准的方法， 利用计算机的串行通信接口接收GPS秒脉冲信号，实现本机精确时间对准，进而实现多台计算机、多源数据的精确时间对准。为达到上述目的，本专利技术所采用的技术解决方案是一种用GPS秒脉冲信号实现多源数据精确时间对准的方法，其包括步骤A)用至少一台计算机接入全球定位系统秒脉冲(PPS)信号；B)将GPS设备输出的数据信息通过RS-232协议传送给该计算机第一个COM 口 ； C) GPS的PPS秒脉冲信号经过电平转换电路后弓I入该计算机第二个COM 口，作为中断触发信号；D)同时，在嵌入式实时操作系统环境下设置该接收计算机COM 口控制器的工作模式，使该计算机能够直接响应PPS信号引发的中断；E)在该计算机直接响应PPS信号引发的中断时，记录中断发生的精确时间；F)获得中断发生的精确时间，与GPS数据中时间信息进行比较，并校准，以实现本计算机时间与GPS标准时间的精确对准；G)将A)至F)步在多台计算机上同时实施，以实现多台计算机时间与GPS标准时间的精确对准，进而实现在多台计算机上进行采集的多源数据间的精确时间对准。所述的用GPS秒脉冲信号实现多源数据精确时间对准的方法，其所述G)步中，实现在多台计算机上进行采集的多源数据间的精确时间对准，是指在每台计算机上进行一种或多种数据的采集工作，每台计算机在启动时首先通过A)至F)步骤完成本机时间的精确对准，然后在每种数据采集时，都在数据中记录本机上经过精确时间对准后的系统时间，因为多台计算机都已实现和GPS标准时间的精确对准，因此使用各计算机系统时间即可实现多源数据间的精确时间对准。所述的用GPS秒脉冲信号实现多源数据精确时间对准的方法，其所述C)步中，GPS 的PPS秒脉冲信号引入计算机第二个COM 口，是指PPS秒脉冲信号输出通过电平转换电路变换为RS-232电平后，连接到计算机第二个COM 口的D⑶信号线。所述的用GPS秒脉冲信号实现多源数据精确时间对准的方法，其所述D)步中，设置COM 口控制器的工作模式，是指为了使COM 口在D⑶信号到来时能直接触发COM 口中断， 需要在通用计算机的操作系统或者嵌入式系统中进行编程，对COM 口控制器的工作模式进行设置。所述的用GPS秒脉冲信号实现多源数据精确时间对准的方法，其所述D)步中，对数据接收计算机的COM 口控制器进行设置，是在操作系统或者嵌入式系统VxWorks环境下， a)首先开启数据接收计算机的中断源(IRQ)，“使能”COM 口中断寄存器；b)设置COM 口控制寄存器中DCD的开关，使DCD信号能够引发COM 口中断；c)将中断处理程序与COM 口中断连接；d)这样，当PPS秒脉冲到来时即可引发中断；e)中断时，数据接收计算机在接收到 PPS秒脉冲后，记录该时刻的时间信息并作为数据对准的依据。所述的用GPS秒脉冲信号实现多源数据精确时间对准的方法，其所述中断，在嵌入式系统中，中断响应时间小于20微秒，因此时间对准精度为20微秒。所述的用GPS秒脉冲信号实现多源数据精确时间对准的方法，其用于满足合成孔径雷达系统中运动补偿处理时，对多种数据的精确对准要求；结合惯性导航系统(SINS)和全球定位系统(GPQ组合技术，在合成孔径雷达的综合信号处理机中实现惯性导航系统数据、全球定位系统数据和雷达回波数据的三种数据精确时间对准。所述的用GPS秒脉冲信号实现多源数据精确时间对准的方法，其所述在合成孔径雷达的综合信号处理机中，惯性导航系统数据、全球定位系统数据和雷达回波数据的三种数据精确时间对准，是指在综合信号处理机中采集的全球定位系统数据、雷达回波数据和在惯性导航系统中采集的惯性导航数据三者之间的精确时间对准；包括步骤f)全球定位系统数据通过COM 口发送给综合信号处理机和惯性导航系统，综合信号处理机和惯性导航系统记录并存储全球定位系统数据；g)全球定位系统发出的PPS秒脉冲信号(TTL电平)直接传送给惯性导航系统，同时经过电平转换电路转换为RS-232电平传送给综合信号处理机的第二个COM 口 ；h)当GPS发送PPS秒脉冲信号时，该信号触发综合信号处理机和惯性导航系统的 COM 口中断；i)记录中断时的时间信息，并作为数据对准的依据；j)实现惯性导航系统数据、全球定位系统数据和雷达回波数据的精确时间对准后，才能进行后续的运动补偿处理。所述的用GPS秒脉冲信号实现多源数据精确时间对准的方法，其适用于X86体系的通用计算机系统或者PowerPC体系计算机系统。本专利技术的有益效果是第一，PPS秒脉冲的接收采用中断方式，基于嵌入式开发环境的强实时性保证了 PPS秒脉冲的高时间精度。第二，本专利技术的实现简单，无需对硬件进行复杂修改，软件控制保证该方法具有很强灵活性。第三，PPS秒脉冲作为多台计算机、多源数据的统一时间基准，保证了数据的完全同步，实现了数据的精确对准，为高精度的数据处理提供了保障。第四，本专利技术的造价很低，除简单的电平转换电路外不需要其他设备开销。 第五，由于现在大多数仪器设备上都会提供串行通信口，使本专利技术具有广泛的应用环境，该技术同时适用于通用计算机系统或者Power Pc系统。附图说明图1是通过COM 口接入GPS秒脉冲信号实现多源数据精确时间对准技术的系统组成框图；图2通过COM 口接入PPS秒脉冲信号实现SINS/GPS组合导航数据与SAR回波数据精确时间对准技术的系统组成框图。具体实施例方式本专利技术提出了一种利用通用计算机的串行通信接口接收全球定位系统(GPS) 秒脉冲，实现本机精确时间对准，进而实现多台计算机、多源数据精确时间对准的技术。 把PPS携带的时间信息作本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种用ＧＰＳ秒脉冲信号实现多源数据精确时间对准的方法，其特征在于：包括步骤：Ａ）用至少一台计算机接入全球定位系统秒脉冲信号；Ｂ）将ＧＰＳ设备输出的数据信息通过ＲＳ一２３２协议传送给该计算机第一个ＣＯＭ口；Ｃ）ＧＰＳ的ＰＰＳ秒脉冲信号经过电平转换电路后引入该计算机第二个ＣＯＭ口，作为中断触发信号；Ｄ）同时，在嵌入式实时操作系统环境下设置该接收计算机ＣＯＭ口控制器的工作模式，使该计算机能够直接响应ＰＰＳ信号引发的中断；Ｅ）在该计算机直接响应ＰＰＳ信号引发的中断时，记录中断发生的精确时间；Ｆ）获得中断发生的精确时间，与ＧＰＳ数据中时间信息进行比较，并校准，以实现本计算机时间与ＧＰＳ标准时间的精确对准；Ｇ）将Ａ）至Ｆ）步在多台计算机上同时实施，以实现多台计算机时间与ＧＰＳ标准时间的精确对准，进而实现在多台计算机上进行采集的多源数据间的精确时间对准。
【技术特征摘要】
1.一种用GPS秒脉冲信号实现多源数据精确时间对准的方法，其特征在于包括步骤A)用至少一台计算机接入全球定位系统秒脉冲信号；B)将GPS设备输出的数据信息通过RS— 232协议传送给该计算机第一个COM 口 ；C)GPS的PPS秒脉冲信号经过电平转换电路后弓I入该计算机第二个COM 口，作为中断触发信号；D)同时，在嵌入式实时操作系统环境下设置该接收计算机COM口控制器的工作模式， 使该计算机能够直接响应PPS信号引发的中断；E)在该计算机直接响应PPS信号引发的中断时，记录中断发生的精确时间；F)获得中断发生的精确时间，与GPS数据中时间信息进行比较，并校准，以实现本计算机时间与GPS标准时间的精确对准；G)将A)至F)步在多台计算机上同时实施，以实现多台计算机时间与GPS标准时间的精确对准，进而实现在多台计算机上进行采集的多源数据间的精确时间对准。2.如权利要求1所述的用GPS秒脉冲信号实现多源数据精确时间对准的方法，其特征在于所述G)步中，实现在多台计算机上进行采集的多源数据间的精确时间对准，是指在每台计算机上进行一种或多种数据的采集工作，每台计算机在启动时首先通过A)至F)步骤完成本机时间的精确对准，然后在每种数据采集时，都在数据中记录本机上经过精确时间对准后的系统时间，因为多台计算机都已实现和GPS标准时间的精确对准，因此使用各计算机系统时间即可实现多源数据间的精确时间对准。3.如权利要求1所述的用GPS秒脉冲信号实现多源数据精确时间对准的方法，其特征在于所述C)步中，GPS的PPS秒脉冲信号引入计算机第二个COM 口，是指PPS秒脉冲信号输出通过电平转换电路变换为RS-232电平后，连接到计算机第二个COM 口的DCD信号线。4.如权利要求1所述的用GPS秒脉冲信号实现多源数据精确时间对准的方法，其特征在于所述D)步中，设置COM 口控制器的工作模式，是指为了使COM 口在DCD信号到来时能直接触发COM 口中断，需要在通用计算机的操作系统或者嵌入式系统中进行编程，对COM 口控制器的工作模式进行设置。5.如权利要求1或4所述的用GPS秒脉冲信号实现多源数据精确时间对准的方法，其特征在于所述D)步中，对数据接收计...
【专利技术属性】
技术研发人员：郭智，丁赤飚，孟大地，
申请(专利权)人：中国科学院电子学研究所，
类型：发明
国别省市：11
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