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GPS数据转发与时间统一终端设备研究

作　者: 郑长波
导　师: 王大成
学　校: 哈尔滨工程大学
专　业: 信号与信息处理
关键词: 数据转发 FPGA 时间统一设备 IRIG-B码
分类号: TN967.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 32次
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内容摘要


随着海洋实验的规模越来越大,海上的实验船常常用GPS和姿态方位仪确定自身的位置和姿态,对GPS和姿态方位仪接收到的信息进行处理就显得尤为重要,本文分为两部分,一部分是对GPS和姿态方位仪的信息进行数据转发。另外一部分探讨了一种既能检测接收时间统一信息又能发送时间统一信息的时统设备。这两部分的结合点在于数据存储,具体是把GPS和姿态方位仪获得的位置姿态信息和时统设备获得的时间信息一一对应存入当前的流行的存储介质SD卡中。本设计以FPGA为核心处理器件完成数据转发的任务,具体过程是接收GPS和多路姿态方位仪的信息,在数据不丢失的前提下,把这些信息整合成一路数据信息实时转发出去。本设计以DSP为核心处理器件设计时间统一设备,它能够检测接收国际流行的时间统一码IRIG-B码,并准确获得其承载的时间信息,秒基准精度可达lms。它也可以读取系统内部时间源的信息,根据这个时间信息发送符合我国军用标准的时间统一码AC码。本设计最后把转发模块处理后的位置和姿态数据贴上时间标签存入SD卡中。从而完成了GPS和姿态方位仪数据转发与存储的任务。本系统经过大量的实验测试,证明可以稳定准确的转发数据,能够按照系统设计要求的指标对时间信息进行处理,能够成功的实现含有时间信息的数据存储。

全文目录


摘要  5-6
ABSTRACT  6-9
第1章 绪论  9-12
  1.1 课题背景及其立题意义  9
  1.2 研究现状及其应用  9-11
  1.3 本文研究的主要内容  11-12
第2章 系统的硬件设计  12-28
  2.1 系统的工作原理和设计指标  12-13
  2.2 系统的设计思想  13
  2.3 系统的总体设计  13-14
  2.4 转发GPS和姿态方位仪电路的设计  14-18
    2.4.1 转发电路实现的功能  14
    2.4.2 电平转换电路的设计  14-15
    2.4.3 FPGA电路的设计  15-18
  2.5 时间统一信息编码和解码电路的设计  18-24
    2.5.1 DSP外围电路的设计  18-20
    2.5.2 时间统一信号采集电路的设计  20-21
    2.5.3 实时时钟电路的设计  21-22
    2.5.4 时间统一信号发射电路的设计  22-24
  2.6 SD卡存储电路USB1.1通信电路的设计  24-25
  2.7 电源电路的设计  25-27
  2.8 本章小结  27-28
第3章 系统的软件设计  28-45
  3.1 系统软件整体设计  28
    3.1.1 系统软件的整体设计目标  28
    3.1.2 系统软件的整体设计方案  28
  3.2 转发程序的设计  28-35
    3.2.1 转发程序的设计目标  28
    3.2.2 整体转发程序涉及的理论及其总体设计方案  28-30
    3.2.3 接收器模块设计及其解决的问题  30-31
    3.2.4 缓冲存储控制模块的设计及其要解决的问题  31-33
    3.2.5 发送器模块的程序设计及其解决的问题  33-35
  3.3 时间统一信息解码程序的设计  35-40
    3.3.1 解码程序设计目标及其解决方案  35
    3.3.2 解码程序总体设计的理论基础  35-39
    3.3.3 采集程序的设计  39-40
  3.4 时间统一信息编码程序的设计  40-44
    3.4.1 编码程序设计的目标及其解决方案  40-41
    3.4.2 编码程序的理论基础  41-43
    3.4.3 时间统一信息编码的程序设计  43-44
  3.5 本章小结  44-45
第4章 系统调试及实验分析  45-53
  4.1 数据转发与记录系统的调试思路  45
  4.2 数据转发部分的调试与测试  45-48
    4.2.1 数据转发部分的调试  45-48
    4.2.2 数据转发的改进思路  48
  4.3 时间统一信息编码的调试与测试  48-49
    4.3.1 时间统一信息编码的调试  48-49
    4.3.2 时间统一信息编码的改进思路  49
  4.4 时间统一信息解码的调试与测试  49-52
    4.4.1 时间统一信息解码的调试  49-51
    4.4.2 时间统一信息解码的实验分析  51-52
  4.5 本章小结  52-53
结论  53-54
参考文献  54-57
攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果  57-58
致谢  58-59
附录  59

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中图分类: > 工业技术 > 无线电电子学、电信技术 > 无线电导航 > 各种体制的导航系统 > 卫星导航系统
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