3 GPS同步授时系统软件设计
3.1 GPS信号提取
GPS上电后,每隔一定的时间就会返回一定格式的数据,数据每行都以‘$’开头,接着是信息类型,后面是数据,以逗号分隔开。信息的类型有:
GPGSV:可见卫星信息
GPGLL:地理定位信息
GPRMC:最小定位信息
GPVTG:地面速度信息
GPGGA:GPS定位信息
GPGSA:当前卫星信息
因为GPRMC最小定位信息包含系统所需要的时间信息,所以微控制器只需提取最小定位信息中的时间数据。
一行完整的最小定位信息数据如下:
$GPRMC,020603.000,A,3744.9012,N,11232.5569,E,0.00,96.40,140211,,,A*50
当GPS接收模块收到数据传给微控制器时,数据处理终端首先提取第一个逗号后的数据020603,它是UTC时间hhmmss(时分秒)格式,因为不是标准北京时间,所以要对其UTC日期ddmmyy(日月年)格式。最后,将处理完毕后的数据存到控制器的数据存储器中,并通过串口发送给上位机软件。
3.2上位机GPS授时软件
GPS授时软件是通过VC++6.0编写的上位机程序,当软件运行时首先采集本地计算机时间:如2011-02-14 10:05:58,当GPS模块接收到正常数据并选择正确的串行端口时,UTC时间信息经控制器处理成标准北京时间后输出到校时系统中:如2011-02-14 10:06:03,如图4所示。系统需要校时动作时,按下校时按钮,然后弹出GPS校时信息,表明GPS同步校时成功。
4 结论
本文给出了针对授时系统的新方案,并对整体结构进行了深入分析,根据所需要实现的功能构建了整体软硬件开发平台。提出了一种基于ARM的GPS同步授时系统,通过GPS采集终端和微控制器数据处理终端,并结合上位机校时软件成功实现了一种更加精确的同步授时方案。
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