近些年各地输油气管道发生了多起泄漏事故,造成了巨大的经济损失与环境污染。为了减少管道泄漏造成的损失,需要一款低成本高精度可靠的GPS同步数据采集系统。该系统主要用于管道泄漏检测,为泄漏检测算法提供可靠的数据信息与同步时间,以便及时准确地定位泄漏点。根据上海某公司现在用于管道泄漏检测的同步数据采集系统,异地同步数据采集的时间同步精度不高的问题,本文提出了一种基于SOPC的树莓派同步数据采集系统的解决方案。方案以GPS时间作为同步的基准,采用软硬件相结合的方法保证异地ADC采样时刻的高度同步。在硬件设计上利用FPGA内部逻辑资源与集成的NiosⅡ处理器构建可编程片上系统,根据系统功能编写自定义逻辑模块并配置其软核处理器,完成高精度时间的产生、同步数据的采集和存储等功能。制定数据传输协议,将时间信息与ADC采样数据通过SPI接口传输给树莓派,在树莓派上编写测试软件测试系统的功能。最后测试系统的GPS同步精度测试、数据传输可靠性测试、同步数据同步精度测试和AD采集测试。通过上述测试采集系统的时间精度为200us,与GPS的同步误差为0.1us;AD采集板有效分辨率为12位,可设置最高转换速率为每通道5KSPS;通道间最大同步误差为39us。以上指标均符合系统的性能要求,可以为泄漏检测算法提供高精度的同步数据。