[发明专利]一种高精度计算机串口授时方法

权利要求书

1.一种高精度计算机串口授时方法，其特征在于：包括如下步骤：

1）通过对FPGA写入程序，使其串口能够接收并读取GNSS导航终端模块输出的信息；

2）从接收到的GNSS导航终端模块的信息中提取年、月、日、时、分、秒数据，同时提取定位标志；

3）当检测到定位标志有效时，将同步头、年、月、日、时、分、秒数据以及结束符组成一帧数据，等待1PPS到来时发送出去；

4）FPGA通过一个引脚连接GNSS导航终端模块的1PPS信号输出端，通过上升沿检测模块捕获到1PPS信号上升沿时，将第3步准备好的数据通过串口发送给计算机；

5）计算机软件接收完一帧完整时间数据后，解算出时间t_n，由于传输时波特率固定，因此传输一帧数据的延时可以计算确定，并设为δ_t1，这样可以推算出数据发送完毕的时间t_n^’=t_n+1+δ_t1，很容易计算出时间t_n^’；

6）由于计算机操作系统属于非实时多任务操作系统，计算机运行授时软件读取串口缓冲区、时间数据解算处理是有延时的，假设计算机系统时间误差为δ_t0，读取串口缓冲区延时为δ_t2，处理数据延时为δ_t3，受运行进程负载的影响，δ_t2和δ_t3是动态变化的；

7）对综合误差δ_t0+δ_t2+δ_t3进行估算：

7.1）软件先接收t_n并计算出时间t_n^’，进行一次系统时间调整，使计算机时间基本准确；

7.2）计算机软件开启串口数据接收，等待FPGA输出的时间数据；

7.3）接收完一帧FPGA传输来的时间数据，记录此时系统时间t_s1；

7.4）解算出时间t_n，并计算t_n^’= t_n+1+δ_t1，记录此时系统时间t_s2；

7.5）则t_s1- t_n^’=δ_t0+δ_t2，t_s2-t_s1=δ_t3，则t_s2-t_n^’=δ_t0+δ_t2+δ_t3；

8）重复步骤7.3至7.5，可以获取多个综合误差，计算其平均值，作为时间修正量去修正t_n^’，修正后的时间数据对系统时间进行修改，可得到更精确的系统时间。

2.根据权利要求1所述的一种高精度计算机串口授时方法，其特征在于：所述GNSS导航终端模块采用的是UM220北斗/GPS双模芯片，能够同时支持BD2 B1、GPS L1两个频点，可通过设置使选择双系统同时工作或单系统工作，1PPS精度为20ns。

3.根据权利要求1所述的一种高精度计算机串口授时方法，其特征在于：所述FPGA与计算机通过rs232接口进行数据传输。

4.根据权利要求1所述的一种高精度计算机串口授时方法，其特征在于：所述FPGA能够同时与若干台计算机进行通信，为其授时。