多功能內置式IRIG-B碼終端設計

摘要：在分析武器裝備靶場(chǎng)試驗測控設備同步技術(shù)現狀基礎上，提出了一種多功能內置式IRIG-B碼終端設計；給出了終端的組成、功能與工作過(guò)程，詳細介紹了IRIG-B碼采集模塊、IRIG-B碼產(chǎn)生模塊和軟件模塊的設計；終端具有通用性強、同步精度高、體積小等特點(diǎn)。
關(guān)鍵詞：測控設備；GPS；IRIG-B；時(shí)間統一；單片機

武器裝備靶場(chǎng)試驗時(shí)需多臺／套測控設備(測量與控制設備的簡(jiǎn)稱(chēng))參加，不同測控設備獲得的試驗數據在時(shí)間上密切相關(guān)。因此，要求參試測控設備(有時(shí)包括被試裝設備)在時(shí)間統一信號(簡(jiǎn)稱(chēng)時(shí)統信號。是各種時(shí)間編碼信號、各種頻率定時(shí)信號和時(shí)標信號的統稱(chēng))協(xié)調下工作。為了保證各參試測控設備時(shí)鐘同步，靶場(chǎng)除設置時(shí)統中心站外，一般需根據參試測控設備、被試裝設備投入情況，設置多個(gè)時(shí)統分站。時(shí)統分站通過(guò)通信線(xiàn)路和時(shí)間碼與時(shí)統中心站聯(lián)系，并與時(shí)統中心站保持頻率和時(shí)間同步，再向用戶(hù)(測控設備或被試裝設備)提供標準時(shí)間和標準頻率信號。試驗過(guò)程中由時(shí)統中心站接收國家授時(shí)臺發(fā)播的時(shí)間標準進(jìn)行對時(shí)，并向時(shí)統分站送出對時(shí)、校頻信號．統一靶場(chǎng)時(shí)間。
隨著(zhù)靶場(chǎng)時(shí)統設備(時(shí)間統一設備的簡(jiǎn)稱(chēng)。產(chǎn)生與輸出各種時(shí)間編碼、定時(shí)信號和接授時(shí)間碼對時(shí)同步的設備，包括時(shí)碼鐘、時(shí)統中心控制臺等)采用GPS時(shí)間作為時(shí)間標準，在測控設備中采用GPS授時(shí)技術(shù)自主同步靶場(chǎng)時(shí)間的條件已經(jīng)成熟，研究基于GPS衛星時(shí)間的IRIG-B碼終端設備十分必要。

1 靶場(chǎng)測控設備同步技術(shù)現狀
靶場(chǎng)測控設備經(jīng)歷了脈沖形式時(shí)統信號同步，IRIG-B時(shí)間碼(以下簡(jiǎn)稱(chēng)IRIG-B碼)同步，GPS衛星時(shí)間同步等階段。脈沖同步信號傳輸距離有限，抗干擾能力弱，不能提供絕對時(shí)間信息，測控設備在試驗飛機或艦船上安裝時(shí)需采用電臺傳送時(shí)統信號。此種同步模式在測控系統內部設備間同步采樣時(shí)仍普遍采用。
IRIG-B碼是IRIG(美國靶場(chǎng)時(shí)間測量組)制訂的一種串行BCD調制時(shí)間碼。IRIG-B時(shí)間編碼信息為天、時(shí)、分、秒，碼元速率為100脈沖／s，時(shí)幀周期為1 s，秒標志和位置識別符脈沖寬度為8 ms，“1”碼寬度為5 ms，“0”碼和索引計數符脈沖寬度為2 ms。幅度調制的載波頻率為1 kHz，無(wú)載波調制時(shí)稱(chēng)直流(DC)碼，有載波調制時(shí)稱(chēng)交流(AC)碼。測控設備在試驗飛機或艦船上安裝時(shí)仍需采用電臺傳送IRIG-B碼信號，此種同步模式目前在靶場(chǎng)測控設備中普遍采用。
GPS衛星時(shí)間是導航、遙測及精確時(shí)間傳遞等領(lǐng)域的時(shí)間基準。在需要準確時(shí)間的系統上加裝GPS衛星時(shí)間的采集和本地時(shí)間校準裝置，便可使系統時(shí)間始終與GPS衛星時(shí)間同步。GPS接收機不受時(shí)間、地點(diǎn)和氣候的限制，只要能同時(shí)接收4顆以上衛星信號即可提供高精度、連續實(shí)時(shí)授時(shí)信息。GPS衛星時(shí)間目前已成為公認的一種時(shí)間基準，已開(kāi)始在靶場(chǎng)測控設備中得到應用。

2 總體設計
2．1 終端組成
IRIG-B碼終端設計為PCI總線(xiàn)結構形式，GPS OEM模塊固定在PCI卡上。終端由GPS OEM模塊，IRIG-B碼采集模塊，IRIG-B碼產(chǎn)生模塊等組成，其組成如圖1所示。

2．2 終端功能
1)GPS衛星時(shí)間同步；
2)IRIG-B碼同步；
3)IRIG-B碼產(chǎn)生；
4)提供脈沖形式、電流環(huán)形式同步采樣信號；
5)提供事件標記中斷時(shí)間。
2．3 終端工作過(guò)程
終端插入測控設備計算機擴展槽，控制計算機加電后8031、8751復位?？刂朴嬎銠C通過(guò)對終端編程實(shí)現同步模式選擇，通過(guò)編程實(shí)現同步采樣信號頻率修改。
選擇GPS衛星時(shí)間同步模式時(shí)，GPS接收信號穩定后終端對外輸出同步采樣信號。選擇IRIG-B碼同步模式時(shí)，大約1秒終端對外輸出同步采樣信號。
事件標記中斷出現時(shí)終端提供中斷時(shí)刻時(shí)間信息。
GPS衛星時(shí)間同步時(shí)，對外輸出基于GPS衛星時(shí)間的IRIG-B碼時(shí)間信號，提供相當于靶場(chǎng)時(shí)統分站的功能。