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1、摘 要时间统一技术是由导弹、航天试验的需要而发展起来的一门技术，随着现代武器装备、导航、通信、电力等科学技术的进步，越来越多的工程和科学领域需要时间统一。国际标准的IRIG-B格式时间码（简称B码）作为时间同步标准，在靶场测量、控制、通信、气象等设备广泛采用。本课题根据国际通用的IRIG-B格式时间码，并遵照IV型B码终端设计的要求，以Atmel公司的ATmega128单片机作为解调控制单元，Atmel公司的大规模可编程器件ATF1508作为分频链和计数链，辅以必要的模拟电路，设计出B码时统终端。该终端可以解调B码DC码，AC码GPS时间信号，将串行时间信息转化为用户要求的时间序列，并提供系统
2、需要的各种同步信号。此系统同时带有时间源发生器，并且内部带有B码源，将时统终端的时间信息进行调制成AC码和DC码，通过传输信道发回B码时间分站，以供时间分站对终端设备进行修时和控制。关键词：时时统终端端 BB码 GPSS DDC码 ACC码 ABSTRRACTTTimiing sysstemm iss a neww teechnnoloogy acccomppanyyingg wiith reqquirremeent ofmmisssilee annd sspaccefllighht.WWithh thhe ddeveeloppmenng oof mmodeern weaaponns,nnav
3、iigattionn,coommuuniccatiion andd ellecttricc poowerr,moore andd moore enggineeeriing andd sccienntiffic fieeldss neeed timmingg unnifiicattionn.Innterrnattionnal poppulaar IIRIGG-B codde iis uusedd ass tiime synnchrroniizattionn sttanddardd,whhichh,iss addoptted in devvicee off teestiing insshoooti
4、nng rrangge,cconttrlllingg, ccommmuniicattionn ann weeathher. The papper disscusssess thhe ttimiing equuipmmentt acccorrdinng tto fformmat of IRRIG-B ccodee annd sstanndarrd oof IIV ttimiing equuipmmentt ,iin wwhicch,AATmeega1128ssinggle chiip ccompputeer oof AAtmeel ccomppanyy iss ussed as conntroo
5、lliing uniit oofdeemoddulaatioon aan AATF115088 FPPGA is useed aas ccounnterr chhainn annd ffreqquenncy chaain.Thee tiiminng eequiipmeentccan demmoduulatte DDC ccodee,ACC coode of IRIIG-BB annd GGPS timme,aand theen ttrannsfeer sseriial timme tto tthe typpe tthatt rsser neeeds andd giive alsso tthe
6、synnchrroniizattionn puulsee thhat keeep iin pphasse wwithh thhe ttimee.Thhe ttimiing equuipmmentt haas tthe funnctiion to genneraate timme aand genneraate IRIIG-BB coode,whiich is sennt tto bbasee sttatiion of B ccodee too addjusst ttimee.Key worrds: Tiiminng EEquiipmeent B Codde GPSS DDC ccodee AA
7、C ccodee目 录第一章章 绪论- 00 -1.1时间间的概念念- 11 -1.2时间间统一技技术- 11 -1.3论文文研究的的目的和和内容- 33 -第二章 标标准时统统设备与与IRIIG-BB码- 55 -2.1时统统终端- 55 -2.2 IIRIGG-B时时间码- 66 -2.3 GGPS- 88 -第三章 B码时时统终端端的设计计- 110 -3.1总体体设计- 110 -3.2 BB码时间间解调部部分的设设计- 113 -3.3 BB码时间间调制部部分的设设计- 119 -3.4 GGPS时时间信息息的解调调- 221 -第四章 可可靠性分分析- 223 -4.1 BB码解调
8、调精度分分析- 223 -4.2 BB码终端端可靠性性分析- 224 -第五章 发发展和展展望- 225 -5.1时间间统一系系统的发发展方向向- 225 -5.2时间间统一技技术在其其他领域域中的应应用- 226 -结 论- 228 -参 考 文文 献- 229 -致 谢- 330 -附 录11- 331 -I第一章 绪绪论1.1时间间的概念念在世界上的的多种语语言中，时时间一词词有着几几种不同同的含义义。国际际电信联联盟（IITU）在在其所推推荐的有有关时间间频率的的术语中中这样解解释和定定义时间间：“在英语语中，时时间一词词用于说说明在一一个选定定的时间间尺度上上的一个个瞬间。”在一种时
9、间尺度中，它指的是2件事件之间的或1个事件所持续时间的时间间隔的量度。显然,时间是一种不可逆的顺序事件的连续集,这和汉语中有关时间的结论不谋而合【1】。至于“时间间标准”（Tiime Staandaard），ITU-R作了如下定义和解释：“用于实现时间单位的设备；用于实现一个时间尺度的连续运转设备，该时间尺度符合于秒定义和一个适当选择的原点。”显然，其所所定义的的“时间标标准”指的是是“设备”。易于于理解的的是，这这显然是是与无线电电计量中中的“频率标标准”类比而而言的。不不管是从从其生产产的渊源源的复杂杂性（频频率标准准产生的的尺度单单位和天天象决定定的时刻刻的协调调），还还是从实实际应该该
10、的方便便性上（时时间尺度度方便于于量值传传递），已已远远超超出上述述设备含含义而形形成一个个重要的的研究和和应用领领域了。从一般原理理上说，周周期性的的现象或或物理过过程可以以用来计计量时间间。作为为基准，要要求这种种周期现现象必须须是惟一一的，稳稳定的，可可长期稳稳定复现现的。1.2时间间统一技技术时间统一技技术是由由于导弹弹，航天天试验的的需要而而发展起起来的一一门新技技术，随随着现代代武器装装备，导导航，通通信，电电力等科科学技术术的进步步，越来来越多的的工程和和科学领领域需要要时间统统一系统统，并且且在国防防科研中中应用广广泛。1.2.11时间统统一系统统时间统一系系统是向向国防科科研
11、试验验提供标标准时间间和频率率信号，以以实现整整个实验验系统时时间和频频率的统统一，有有各种电电子设备备组成的的一套完完整的系系统。完完整的时时间统一一系统的的组成由由图1.1所示示。 图1.11 时间统统一系统统的组成成其中，国家家时间频频率基准准根据各各国不同同情况，大大多数位位于天文文台，计计量部门门或时间间频率标标准实验验室。对对于某些些工作地地域较小小的国防防科研试试验，可可不需要要与国家家时间频频率标准准保持一一致，可可以根据据实际的的需要，确确定该试试验中心心的时间间频率标标准作为为本系统统的时间间频率的的统一标标准。授时台可以以通过无无线电的的方式传传递时间间频率量量值，时时间
12、统一一系统正正是基于于此，通通过授时时台送至至各个时时统设备备所在地地，以实实现整个个系统的的时间统统一。对对于某些些工作地地域较小小的国防防科研试试验，可可不需要要与国家家时间频频率标准准保持一一致，可可以根据据实际的的需要，可可采用有有线或无无线信道道，将该该系统中中心的标标准时间间频率信信号传送送到各个时统统设备。定时校频接接收机用用来接收收授时台台发布的的标准时时间频率率信号，以以实现本本地时间间和标准准时间信信号的同同步和本本地频率率信号与与标准频频率信号号的校准准。条件件允许时时，时统统设备应应配置22种精度度相当的的定时校校频接收收机。频率标准是是向时码码产生器器提供标标准频率率
13、信号，以以让时码码产生器器产生标标准时间间信号的的源，其其频率准准确度和和频率稳稳定度直直接影响响标准时时间信号号的质量量。时码产生器器将频率率标准送送来的标标准频率率信号通通过分频频就可以以得到秒秒、分、时时、天等时时间标志志，但这这时的时时间并未未和标准准时间同同步。与与标准时时间对时时的过程程称为定定时，即即用定时时接收机机送来的的标准时时间信号号同步时时码产生生器的时时间。时时统设备备与用户户设备的的接口称称为标准准时码信信号。时时码产生生器完成成将标准准时间编编码成标标准时码码信号，为为了保证证其工作作的可靠靠性均进进行冗余余设计。时码分配放放大器将将时码产产生器送送来的标标准时码码
14、信号，根根据接口口标准的的规定，变变换为与与用户设设备接口口的标准准化的时时码信号号并经分分路、放放大后送送给用户户设备9。用户部分采采用国际际通用的的标准时时码信号号作为时时统设备备和用户户间的标标准接口口信号，用用户所需需的各类类时间信信号不是是由时统统设备直直接提供供，而是是由用户户内的时时码接口口终端将将标准时时码信号号作为同同步信号号来产生生自己所所需的各各类时间间信号。1.2.22时间统统一系统统关键技技术指标标的要求求(1)时间间同步误误差时间同步误误差可以以说是对对时间统统一系统统最基本本的也是是最关键键的要求求。时间间同步误误差可分分为绝对对时间同同步误差差（即时时间统一一系
15、统的的时间与与时间基基准之差差）和相相对时间间同步误误差（即即时间统统一系统统内部各各站同步步时间误误差）22种。从从国防科科研试验验测量的的机理来来看，对对测量误误差起主要影影响的是是相对时时间同步步误差。(2)测量量准确度度和频率率误差当测量设备备的本振振频率需需要用时时统设备备的频率率标准来来校准时时，就会会对频率率标准的的频率准准确度提提出要求求。此时时对频率率准确度度的要求求是应比比欲校准准的频率率准确度度高1个个数量级级。(3)频率率稳定度度频率稳定度度表征标标准频率率信号噪噪声的大大小。现现在趋向向于测速速设备自自配稳定定度满足足要求的的本振源源，其频频率准确确度可用用时统设设备的频频率设备备来校准准。时统设备本本省出于于对保证证频率准准确度和和所提供供时间信信号稳定定性要求求等的考考虑，也也会提出出相应的的对频率率稳定度度的要求求(4)取样样信号周周期抖动动取样信号的的周期应应该准确确、均匀匀，而且且必须与与秒信号号保持严严格的同同步关系系。大多多数情况况下，测测量系统统仅关心心取样信信号的时时刻是否否准确，即即前面提提到的时时间同步步误差。但但对
