[发明专利]一种GNSS秒脉冲平滑输出的控制装置

说明书

本发明公开了一种GNSS秒脉冲平滑输出的控制装置，包括一个接收GNSS输入秒脉冲的第一端口、一个记录输入秒脉冲的时戳的打时戳模块、一个接收导航设备统一标准接口协议的第二端口、以及TAI/UTC时间模块，所述TAI/UTC时间模块通过所述第二端口获得与所述输入秒脉冲对齐的TAI/UTC时间，还包括一个软件时戳处理模块，所述软件时戳处理模块内包括有软件完整时戳缓存区、以及软件时戳处理算法处理区，所述软件时戳处理模块通过获知输入秒脉冲的时戳信息以及TAI/UTC时间信息并结合软件完整的时戳缓存，并通过软件时戳处理算法拟合出输出秒脉冲曲线并缓存于FPGA纳秒时戳缓存，输出秒脉冲处理判决模块根据实时判断输出秒脉冲曲线对应的当前地址值与本地纳秒计数器状态输出秒脉冲。

技术领域

本发明涉及卫星导航系统，特别是一种GNSS秒脉冲平滑输出的控制装置。

背景技术

GNSS全球卫星导航系统利用一组卫星的伪距、星历、卫星发射时间等观测量来是的，同时还必须知道用户钟差。全球导航卫星系统是能在地球表面或近地空间的任何地点为用户提供全天候的3维坐标和速度以及时间信息的空基无线电导航定位系统。

而现有技术中，秒脉冲的特点是短期抖动较大，长期秒偏差趋近于0，且GNSS芯片模组失去卫星连接时，输出秒脉冲中断，这些均导致导航的秒脉冲出现问题，从而影响系统正常运行。

发明内容

本发明所要达到的目的就是提供一种GNSS秒脉冲平滑输出的控制装置，确保系统可靠运行，且充分利用软硬件分工，使得系统更加便利和可靠。

为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：一种GNSS秒脉冲平滑输出的控制装置，包括一个接收GNSS输入秒脉冲的第一端口、一个记录输入秒脉冲的时戳的打时戳模块、一个接收导航设备统一标准接口协议的第二端口、以及TAI/UTC时间模块，所述TAI/UTC时间模块通过所述第二端口获得与所述输入秒脉冲对齐的TAI/UTC时间，还包括一个软件时戳处理模块，所述软件时戳处理模块内包括有软件完整时戳缓存区、以及软件时戳处理算法处理区，所述软件时戳处理模块通过获知输入秒脉冲的时戳信息以及TAI/UTC时间信息并结合软件完整的时戳缓存，并通过软件时戳处理算法拟合出输出秒脉冲曲线并缓存于FPGA纳秒时戳缓存，输出秒脉冲处理判决模块根据实时判断输出秒脉冲曲线对应的当前地址值与本地纳秒计数器状态输出秒脉冲。

进一步的，还包括高精度的本地振荡时钟电路，给所述本地纳秒计数器提供一个时钟基准，维护所述本地纳秒计数器的运行。

进一步的，所述本地振荡时钟为高精度晶振，所述晶振的振荡频率为25MHZ。

进一步的，所述TAI/UTC时间模块包括TAI/UTC时间提取模块以及TAI/UTC时间维护模块，所述TAI/UTC时间提取模块通过第二端口获取相应时间信息给TAI/UTC时间维护模块，所述TAI/UTC时间维护模块再通过反馈的输出秒脉冲维护获得TAI/UTC时间。

进一步的，包括一个软件时戳接口，所述软件时戳接口将输入秒脉冲的时戳信息以及TAI/UTC时间信息通过Local Bus总线给到软件时戳处理模块。

进一步的，当输入秒脉冲上升沿到达时，记录下NS_CNT纳秒计数器的数值ns_cnt_pps，并把该输入秒脉冲时戳值传递给软件时戳接口。

进一步的，软件时戳处理模块需要记录下已过去的时间段S内的输入秒脉冲时戳值，并根据该系列输入秒脉冲时戳值拟合出一条N阶的多项式曲线，并根据该多项式来推导接下来一段时间内的秒脉冲到来时刻的拟合值。

进一步的，经软件算法处理后的拟合值需要填入到FPGA纳秒时戳缓存中，FPGA纳秒时戳缓存的刻度为1秒，深度为T秒。

进一步的，FPGA纳秒时戳缓存的读写地址为TAI/UTC时间转换后的秒部分。