基于GPSD的高精度校時(shí)系統

(3)計算機設備用于處理GPS數據，要求支持串口和網(wǎng)口等設備，以實(shí)現GPS數據接收和校時(shí)輸出。
硬件平臺搭建好了之后，本文對PPS信號和NMEA0183串行數據進(jìn)行了相應的調試。對PPS信號的調試采用的是硬件方式，使用示波器來(lái)觀(guān)察GPS接收器是否有秒脈沖信號輸出，若天線(xiàn)和接收器工作正常，會(huì )檢測到PPS端有脈寬為100 ms的秒脈沖輸出；對NMEA數據的調試采用的是軟件方式，使用Windows操作系統自帶的超級終端或Linux操作系統的minicom等工具來(lái)讀取串口，檢測數據是否正常，正確的輸出結果是NME A0183串行數據。
若由于天線(xiàn)或氣象原因，G591模塊沒(méi)有接收到信號，則不會(huì )產(chǎn)生PPS信號，同時(shí)NMEA0183語(yǔ)句中的GPRMC語(yǔ)句的標志位也會(huì )變成無(wú)效。
2．2 軟件平臺
2．2．1 安裝過(guò)程
本文使用的是Ubuntu 11．04操作系統，內核版本是2．6．38；需要的軟件包有setserial，gpsd，gpsd-cli-ents，python-gps，ntp。在終端中使用Ubuntu自帶的apt-get命令安裝這些軟件包，然后分別作出相應的設置：
(1)setserial的版本是2．17，該軟件是用來(lái)對串口進(jìn)行相應的設置。為了能夠讓串口識別PPS信號，要對setserial的配置文件修改。在autoserial．conf中對接收GPS數據的串口添加low_latency關(guān)鍵字。
(2)gpsd的版本是2．95。安裝完成后，使用dpkgreconfigure命令要對gpsd重新進(jìn)行配置，使其能夠開(kāi)機自動(dòng)運行，讀取串口數據。此外gpsd的調試方法也十分簡(jiǎn)便。如果放在后臺執行，可以通過(guò)系統日志文件查看其工作狀況；gpsd也可以在前臺運行，通過(guò)進(jìn)入調試模式來(lái)檢查時(shí)間信息和PPS信號的捕獲情況，詳見(jiàn)gpsd的使用說(shuō)明。
(3)ntp的版本是4．2．6。安裝完成后，要對NTP的配置文件ntp．conf進(jìn)行修改。NTP服務(wù)器的正確配置決定了最終的時(shí)間同步結果。本設計選用的時(shí)間服務(wù)器只有GPS時(shí)鐘源，具體配置如下：

Linux操作系統從2．6．34版本開(kāi)始支持PPS中斷源，而本文采用的方案是通過(guò)共享內存的方式傳遞時(shí)間信息，會(huì )與PPS中斷源發(fā)生沖突，所以要禁止掉內核響應PPS。127．127．28．1對應于NTP定義的一個(gè)內存段地址，gpsd進(jìn)程就是通過(guò)這個(gè)地址向NTP傳遞時(shí)間信息。
2．2．2 結果
NTP服務(wù)器安裝后的調試工作可以通過(guò)參照系統和NTP的日志文件，以及查看串口狀態(tài)等操作來(lái)進(jìn)行。本文總結了NTP服務(wù)器正常工作的必要條件：正確的配置、可用的網(wǎng)絡(luò )、有效的GPS信號、沒(méi)有其他進(jìn)程占據GPS時(shí)鐘源使用的串口。當NTP服務(wù)器正常工作時(shí)，使用其自帶的ntpq程序可以查看NTP的工作狀態(tài)，即校時(shí)的效果。如果GPS設備正常工作，NTP服務(wù)器幾秒鐘后就能鎖定GPS時(shí)鐘源，輸出結果如下所示：