【摘 要】
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为解决GPS易受外界环境影响,同步授时易失锁这一问题,设计出一种基于FPGA的保证GPS与OCXO协同工作的高精度同步授时解决方案.采用在FPGA内部构造延迟线的方法来对时间间隔进
【机 构】
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中南大学地球科学与信息物理学院,中兴通讯西安研究所,
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为解决GPS易受外界环境影响,同步授时易失锁这一问题,设计出一种基于FPGA的保证GPS与OCXO协同工作的高精度同步授时解决方案.采用在FPGA内部构造延迟线的方法来对时间间隔进行测量,使时间测量精度可达到71ps和10ps,从而确保了时间间隔测量的高准确性.以GPS提供的秒脉冲1PPS作为标准信号对OCXO的频率进行校准,再在FPGA中采用均值滤波算法对1PPS信号引入的随机噪声进行压制,实际验证表明,该设计具有很好的频率校准效果.FPGA每完成一次校准就对同步修正一次,保证了GPS在任何时候失锁时,本地秒脉冲都与1PPS具有很高的初始同步精度.当完成频率校准后,GPS分别失锁150min,6h,12h,24h,同步精度仍可达到410ns,1.6us,2us和33us.这优于V5-2000的同步精度.长期实测表明,该方案可以很好地结合GPS授时和OCXO授时的优点,解决了GPS同步授时存在的问题.这不仅满足所有电法勘探的分布式采集系统对同步授时的精度要求,而且适用其它需要高精度同步授时的工业领域.该方案的设计只在一片FPGA中完成,这最大限度地减少了外围器件的消耗和外围电路的复杂程度,降低了功耗.
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