新一代的GPS-B碼解碼授時系統(tǒng)設計.pdf

1、在電力系統(tǒng)中，統(tǒng)一的高精度時鐘對于獲取發(fā)電機組運行過程中的運行狀態(tài)信息非常重要。調度自動化系統(tǒng)、微機繼電保護裝置、故障錄波器、事件順序記錄裝置、遠動裝置、計算機數(shù)據(jù)交換網、雷電定位系統(tǒng)等系統(tǒng)設備對時間的精確度要求較高，這些系統(tǒng)設備會實時的記錄并存儲各自所控制的儀器設備的各項運行參數(shù)，并繪制出趨勢曲線（包括實時曲線和歷史曲線），通過分析系統(tǒng)記錄的趨勢曲線，可以判斷事故發(fā)生的前后順序，從而對事故產生的原因進行科學的分析，這對于減少事故隱患、

2、提高系統(tǒng)設備的穩(wěn)定性具有重要的作用。
　　目前國內外主要的授時方式有5種，分別為短波授時、長波授時、衛(wèi)星授時、IRIG-B碼授時、網絡授時，而衛(wèi)星授時和IRIG-B碼授時兩種授時方式在實際中應用又最為廣泛，這兩種授時方式已成為當今電力系統(tǒng)的主流授時方式。
　　本文針對電力系統(tǒng)各種系統(tǒng)和自動化裝置對統(tǒng)一授時的實際需求，設計了一種新型的多源授時系統(tǒng)，該系統(tǒng)模塊可同時接受GPS衛(wèi)星信號及IRIG-B碼信號，兩種信號互為備用，工作時

3、，模塊既可以跟蹤GPS衛(wèi)星獲取精確的時間、位置信息，也可以接收IRIG-B碼信號獲取時間信息，解析后通過CAN和串口隔離向外輸出，可滿足多種環(huán)境的需求。由于該系統(tǒng)模塊采用基于單片機的方法設計，可靠性高，反應速度快，成本低，有比較強的現(xiàn)實意義。
　　本文針對GPS衛(wèi)星信號及IRIG-B碼信號各自的特點，對信號解調的原理、方法及實現(xiàn)進行了詳細的闡述，并提出了一種新的方法來解決兩種信號的共存問題，該方法利用了兩種信號的特點，通過同一單片

4、機的不同功能區(qū)分別捕獲處理信號，使得系統(tǒng)的集成度更高，更簡單可靠，該方法主要采用軟件實現(xiàn)，降低了實現(xiàn)成本。GPS時間信號來自于GPS信號接收機，該接收機通過衛(wèi)星天線接收來自GPS衛(wèi)星的信號，經過解析后利用RS-232通信協(xié)議向外發(fā)送信息，可以利用單片機的串行接收引腳接收該GPS信息，然后由單片機解析出其中的時間信息;IRIG-B時間格式碼來自于標準的IRIG-B碼時鐘源，B碼時鐘源發(fā)送的IRIG-B時間格式碼遵循RS-422通信協(xié)議。由

5、于IRIG-B為一系列脈寬為10ms的脈沖組成，頻率較低，可通過利用單片機的輸入捕獲功能引腳捕獲脈沖的方法完成對IRIG-B碼的信息的采集，然后再通過單片機解析出其中的時間信息。系統(tǒng)分別采用CAN通信協(xié)議、RS-232通信協(xié)議、RS-485通信協(xié)議三種通信協(xié)議向外輸出，可滿足大部分系統(tǒng)設備的需求。
　　本文提出的時間碼解碼技術，方法簡單，成本較低，開發(fā)操作簡單，具有很好的推廣價值，同時該解碼技術對于其它方式的授時系統(tǒng)的設計也具有一