GPS平臺(tái)下計(jì)算機(jī)授時(shí)系統(tǒng)的分析與思考

祝敏 沈建華 騰科嘉

（西安航天動(dòng)力試驗(yàn)技術(shù)研究所 陜西省西安市 710100）

在信息技術(shù)快速發(fā)展的當(dāng)前，基于GPS平臺(tái)下的計(jì)算機(jī)授時(shí)系統(tǒng)構(gòu)建，能夠轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)實(shí)踐精確度模式，在低成本、高精度中，實(shí)現(xiàn)授時(shí)系統(tǒng)的有效生成。在實(shí)踐中，高成本的原子鐘，缺乏實(shí)踐應(yīng)用新，嵌入式處理器的授時(shí)設(shè)備成為計(jì)算機(jī)授時(shí)系統(tǒng)構(gòu)建的主體。在實(shí)際生活中，嵌入式設(shè)備在運(yùn)行中對(duì)時(shí)間信息的軍區(qū)額度有較高要求。因此，基于GPS平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)GPS高精度授時(shí)，并且低成本的構(gòu)建優(yōu)勢(shì)，成為其廣泛應(yīng)用的重要原因。本文從系統(tǒng)構(gòu)建出發(fā)，就GPS平臺(tái)下計(jì)算機(jī)授時(shí)系統(tǒng)的生成，做了如下具體闡述。

1 GPS平臺(tái)下計(jì)算機(jī)授時(shí)系統(tǒng)的構(gòu)建價(jià)值

隨著信息技術(shù)不斷發(fā)展，嵌入式系統(tǒng)設(shè)備地實(shí)踐精準(zhǔn)度有較高要求，直接影響其系統(tǒng)應(yīng)用價(jià)值。在實(shí)際當(dāng)中，原子鐘等的應(yīng)用成本較高，缺乏實(shí)用價(jià)值。基于GPS平臺(tái)下的計(jì)算機(jī)授時(shí)系統(tǒng)構(gòu)建，能夠基于低成本、高精度的構(gòu)建價(jià)值，成為計(jì)算機(jī)授時(shí)系統(tǒng)廣泛應(yīng)用的重要基礎(chǔ)。因此，具體而言，GPS平臺(tái)下計(jì)算機(jī)授時(shí)系統(tǒng)的構(gòu)建價(jià)值，具體表現(xiàn)為：

1.1 降低構(gòu)建成本，保障授時(shí)精準(zhǔn)度

隨著新的時(shí)代發(fā)展，計(jì)算機(jī)授時(shí)精準(zhǔn)度的有效保障，是嵌入式系統(tǒng)運(yùn)行的內(nèi)在要求。原子鐘在實(shí)踐應(yīng)用的成本過(guò)高，缺乏廣泛硬性。在GPS平臺(tái)下實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)授時(shí)系統(tǒng)的構(gòu)建，不僅極大地降低了構(gòu)建成本，而且在授時(shí)精準(zhǔn)度方面，能夠保障嵌入系統(tǒng)的實(shí)際需求，保障了計(jì)算機(jī)授時(shí)系統(tǒng)應(yīng)用價(jià)值。因此，在GPS平臺(tái)下計(jì)算機(jī)授時(shí)系統(tǒng)的構(gòu)建，是基于成本角度出發(fā)，通過(guò)降低構(gòu)建成本、保障授時(shí)精準(zhǔn)度，實(shí)現(xiàn)對(duì)計(jì)算機(jī)授時(shí)系統(tǒng)的有效構(gòu)建，體現(xiàn)了其應(yīng)用價(jià)值。在成本效應(yīng)的作用之下，能夠通過(guò)降低成本、提高授時(shí)精準(zhǔn)的條件之下，強(qiáng)化對(duì)GPS平臺(tái)下授時(shí)系統(tǒng)的有效構(gòu)建。

1.2 操作運(yùn)行簡(jiǎn)單，實(shí)踐應(yīng)用價(jià)值顯著

基于GPS平臺(tái)下的計(jì)算機(jī)授時(shí)系統(tǒng)，在運(yùn)行操作方面比較簡(jiǎn)單，這也是其實(shí)踐應(yīng)用價(jià)值顯著的重要原因。一方面，在實(shí)踐應(yīng)用中，基于開(kāi)放式的良好運(yùn)行環(huán)境，能夠更好地保障其應(yīng)用價(jià)值，體現(xiàn)了GPS平臺(tái)下計(jì)算機(jī)授時(shí)系統(tǒng)應(yīng)用的重要性；另一方面，在數(shù)據(jù)顯示、數(shù)據(jù)傳輸?shù)确矫妫軌蛐纬闪己玫膽?yīng)用效果，以直觀的時(shí)間呈現(xiàn)，確保其應(yīng)用的有效性。如圖1所示。在LCD中實(shí)現(xiàn)時(shí)間數(shù)值設(shè)計(jì)，確保了時(shí)間精準(zhǔn)度。因此，基于GPS平臺(tái)下的計(jì)算機(jī)授時(shí)系統(tǒng)構(gòu)建，符合新的時(shí)代發(fā)展需求，能夠在運(yùn)行操作等方面，滿足發(fā)展要求。

1.3 技術(shù)發(fā)展成熟，應(yīng)用領(lǐng)域十分廣泛

從技術(shù)層面而言，計(jì)算機(jī)授時(shí)系統(tǒng)構(gòu)建的技術(shù)比較成熟，這是決定其廣泛應(yīng)用于嵌入式系統(tǒng)設(shè)備的重要原因?；贕PS平臺(tái)下計(jì)算機(jī)授時(shí)系統(tǒng)，能夠基于系統(tǒng)技術(shù)的有效構(gòu)建，保障了授時(shí)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的完整性，并且在授時(shí)精準(zhǔn)度等方面，極大地滿足實(shí)際需求，為系統(tǒng)構(gòu)建提供了完備的技術(shù)支撐。因此，在技術(shù)不斷成熟、應(yīng)用日益廣泛的情況之下，基于GPS平臺(tái)下計(jì)算機(jī)授時(shí)系統(tǒng)表現(xiàn)出良好的應(yīng)用價(jià)值。

圖1：GPS平臺(tái)下計(jì)算機(jī)授時(shí)系統(tǒng)時(shí)間顯示

圖2：GPS平臺(tái)下計(jì)算機(jī)授時(shí)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

2 計(jì)算機(jī)授時(shí)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及組成

在GPS平臺(tái)下計(jì)算機(jī)授時(shí)系統(tǒng)中，其主要涉及到GPS板塊、嵌入式系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)，這是構(gòu)建系統(tǒng)的核心要素。如圖2所示，是基于GPS平臺(tái)下計(jì)算機(jī)授時(shí)系統(tǒng)。從中可以知道，在GPS模塊，通過(guò)UTC時(shí)間碼，實(shí)現(xiàn)串行通信接口；在嵌入式系統(tǒng)中，基于高精度定時(shí)器，以及兩個(gè)串行通信接口，保證了授時(shí)系統(tǒng)的高精度定勢(shì)；在計(jì)算機(jī)模塊，通過(guò)授時(shí)程序?qū)?，保障了串行通信接口下的信?hào)傳遞，確保授時(shí)系統(tǒng)的運(yùn)行。因此，在計(jì)算機(jī)授時(shí)系統(tǒng)構(gòu)建中，需要基于三個(gè)板塊系統(tǒng)的生成，確保嵌入式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和精準(zhǔn)性。

在系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，需要基于不同結(jié)構(gòu)元素，構(gòu)建系統(tǒng)組成設(shè)備，實(shí)現(xiàn)授時(shí)系統(tǒng)的有效生成。在筆者研究中得出，基于GPS平臺(tái)下的計(jì)算機(jī)授時(shí)系統(tǒng)，主要包括授時(shí)接收器、控制單元和串口數(shù)據(jù)接收?；贕PS平臺(tái)下的計(jì)算機(jī)授時(shí)控制系統(tǒng)，能夠更好地保障系統(tǒng)運(yùn)行的精準(zhǔn)度和有效性，符合新時(shí)期信息技術(shù)發(fā)展的需求。因此，具體而言，主要是：

2.1 授時(shí)接收器

在系統(tǒng)結(jié)構(gòu)中，授時(shí)接收器是重要設(shè)備，可以基于GPS平臺(tái)下，實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)信號(hào)的有效接收。在實(shí)際當(dāng)中，可以基于不同輸出功率需求，合理配置授時(shí)接收器，進(jìn)而更好地保障信號(hào)信息傳輸需求。在高精度定時(shí)器等方面，要通過(guò)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的有效生成，促進(jìn)系統(tǒng)框架結(jié)構(gòu)的構(gòu)建。例如，在FPCA的授時(shí)接受器設(shè)計(jì)中，可以根據(jù)波率需求，實(shí)現(xiàn)對(duì)接收器的合理配置，這樣能夠更好地滿足設(shè)備對(duì)于授時(shí)精準(zhǔn)度需求，同時(shí)也能夠保障其靈敏度。一般情況之下，可以采用ENO-M8N接收器，實(shí)現(xiàn)對(duì)多顆衛(wèi)星的有效連接，在很大程度上提高了授時(shí)定位的速度，也進(jìn)一步提高了授時(shí)的精準(zhǔn)度。

2.2 控制單元

控制單元作為系統(tǒng)結(jié)構(gòu)體系中的核心部分，在單元設(shè)計(jì)中，要基于系統(tǒng)功能設(shè)定，通過(guò)多模塊單元設(shè)計(jì)，有效保證了系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性和精準(zhǔn)度。當(dāng)前，在控制單元的構(gòu)建中，主要采用Altera公司生產(chǎn)的控制面板，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)數(shù)字信號(hào)的專用處理。此外，作為整個(gè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的中樞部分，控制單元的構(gòu)建，應(yīng)體現(xiàn)不同功能的有效保障，能夠在數(shù)據(jù)信號(hào)傳輸及處理中，高效完成計(jì)算機(jī)定位授時(shí)功能。

2.3 串口數(shù)據(jù)接收

在整個(gè)計(jì)算機(jī)授時(shí)系統(tǒng)中，涉及到多個(gè)串行通信結(jié)構(gòu)，這些串口數(shù)據(jù)接收的有效構(gòu)建，直接關(guān)系到授時(shí)系統(tǒng)的運(yùn)行效能及速度。因此，在實(shí)際操作構(gòu)建當(dāng)中，一是要構(gòu)建完善的串行通信結(jié)構(gòu)體系，在不同串口數(shù)據(jù)接收中，完成對(duì)授時(shí)信息的有效傳輸處理；二是要在數(shù)據(jù)信息轉(zhuǎn)換中，確保信道通暢，而且基于GPS定位引導(dǎo)，實(shí)現(xiàn)高效精準(zhǔn)授時(shí)；三是在數(shù)據(jù)信號(hào)安全保障方面，要確保串口數(shù)據(jù)接收的完整性，并且基于實(shí)際需求，通過(guò)數(shù)據(jù)信號(hào)體系構(gòu)建，最大程度的實(shí)現(xiàn)串口數(shù)據(jù)的無(wú)縫接收，以及高效、精準(zhǔn)的定位授時(shí)。

3 GPS平臺(tái)下計(jì)算機(jī)授時(shí)系統(tǒng)的運(yùn)行效果

相比于傳統(tǒng)授時(shí)系統(tǒng)構(gòu)建，基于GPS平臺(tái)下計(jì)算機(jī)授時(shí)系統(tǒng)，能夠在運(yùn)行效能、精準(zhǔn)度控制等方面，保障授時(shí)的良好效果。在實(shí)踐研究發(fā)現(xiàn)，GPS平臺(tái)下計(jì)算機(jī)授時(shí)系統(tǒng)能夠在數(shù)據(jù)接收、精準(zhǔn)授時(shí)導(dǎo)入等方面，保障系統(tǒng)運(yùn)行的良好效果，這充分體現(xiàn)了GPS平臺(tái)下計(jì)算機(jī)授時(shí)系統(tǒng)的應(yīng)用價(jià)值。因此，具體而言，GPS平臺(tái)下計(jì)算機(jī)授時(shí)系統(tǒng)的運(yùn)行效果具體表現(xiàn)為：

3.1 系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定，授時(shí)精準(zhǔn)

在GPS平臺(tái)下，計(jì)算機(jī)授時(shí)系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)良好，能夠在穩(wěn)定的系統(tǒng)運(yùn)行中，提供精準(zhǔn)授時(shí)導(dǎo)入，確保了計(jì)算機(jī)授時(shí)系統(tǒng)的運(yùn)行效果。一方面，相比于傳統(tǒng)授時(shí)，GPS下的授時(shí)系統(tǒng)，能夠基于良好的數(shù)據(jù)傳輸、單元功能處理，保障了系統(tǒng)運(yùn)行的良好效果；另一方面，基于GPS定位引導(dǎo)，能夠在精準(zhǔn)授時(shí)方面，提供精準(zhǔn)定位數(shù)據(jù)傳輸，確保了計(jì)算機(jī)授時(shí)系統(tǒng)的運(yùn)行成效。因此，在GPS平臺(tái)下計(jì)算機(jī)授時(shí)系統(tǒng)的有效構(gòu)建，確保了授時(shí)的精準(zhǔn)性，表現(xiàn)出良好的應(yīng)用效果。隨著技術(shù)的不斷成熟，授時(shí)精準(zhǔn)度正不斷提高，這是技術(shù)發(fā)展的必然結(jié)果，也是GPS平臺(tái)下計(jì)算機(jī)授時(shí)系統(tǒng)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)。

3.2 功能模塊完善，運(yùn)行良好

在計(jì)算機(jī)授時(shí)系統(tǒng)中，完善的功能模塊，是進(jìn)一步促進(jìn)系統(tǒng)運(yùn)行效果的重要基礎(chǔ)。從實(shí)踐研究來(lái)看，在GPS平臺(tái)下計(jì)算機(jī)授時(shí)系統(tǒng)中，其授時(shí)接收器、控制單元等的有效創(chuàng)設(shè)，在很大程度上保障了系統(tǒng)的運(yùn)行效果，同時(shí)也是提高授時(shí)系統(tǒng)功能的集中體現(xiàn)。在技術(shù)導(dǎo)入、授時(shí)精準(zhǔn)實(shí)施的大環(huán)境之下，GPS平臺(tái)下計(jì)算機(jī)授時(shí)系統(tǒng)的運(yùn)用實(shí)效性得到顯著提升，這充分體現(xiàn)了系統(tǒng)運(yùn)行的良好價(jià)值。因此，在系統(tǒng)構(gòu)建及運(yùn)行中，要在功能模塊的完善中，進(jìn)一步保障運(yùn)行的良好狀態(tài)。

3.3 技術(shù)成熟穩(wěn)定，高效運(yùn)行

從應(yīng)用的實(shí)際效果來(lái)看，基于GPS平臺(tái)下計(jì)算機(jī)授時(shí)系統(tǒng)，能夠在成熟的技術(shù)導(dǎo)入中，確保了授時(shí)的高效運(yùn)行。一方面，在不同串口數(shù)據(jù)接收中，完成對(duì)授時(shí)信息的有效傳輸處理，這是實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)、高效授時(shí)的重要基礎(chǔ)，也是在成熟技術(shù)構(gòu)建之下，實(shí)現(xiàn)授時(shí)系統(tǒng)科學(xué)發(fā)展的重要體現(xiàn)；另一方面，在控制單元的有效構(gòu)建中，通過(guò)數(shù)據(jù)信息的有效輸入，以及系統(tǒng)穩(wěn)定生成，進(jìn)而確保了系統(tǒng)運(yùn)行效率，同時(shí)也進(jìn)一步發(fā)揮系統(tǒng)效能，促進(jìn)GPS平臺(tái)下授時(shí)系統(tǒng)穩(wěn)定、高效運(yùn)行。

4 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，GPS平臺(tái)下計(jì)算機(jī)授時(shí)系統(tǒng)的構(gòu)建，能夠在成本、精準(zhǔn)度等方面，滿足實(shí)際需求，具有廣泛應(yīng)用價(jià)值。計(jì)算機(jī)授時(shí)系統(tǒng)構(gòu)建，是一個(gè)系統(tǒng)過(guò)程，需要從系統(tǒng)板塊的完善中，搭建授時(shí)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，完成系統(tǒng)組成元素，進(jìn)而生成計(jì)算機(jī)授時(shí)系統(tǒng)的構(gòu)建價(jià)值。在筆者看來(lái)，GPS平臺(tái)下計(jì)算機(jī)授時(shí)系統(tǒng)的生成，應(yīng)從技術(shù)發(fā)展、授時(shí)精準(zhǔn)度等方面，提高系統(tǒng)的科學(xué)有效性，更好地發(fā)揮其應(yīng)用價(jià)值。在技術(shù)不斷發(fā)展與成熟的當(dāng)前，計(jì)算機(jī)授時(shí)系統(tǒng)的科學(xué)構(gòu)建，是進(jìn)一步促進(jìn)授時(shí)技術(shù)發(fā)展的內(nèi)在需求，也是新時(shí)期GPS平臺(tái)下計(jì)算機(jī)授時(shí)系統(tǒng)有效發(fā)展的集中體現(xiàn)。