多功能內置式IRIG-B碼終端設計

摘要：在分析武器裝備靶場試驗測控設備同步技術現狀基礎上，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、功能與工作過程，詳細介紹了IRIG-B碼采集模塊、IRIG-B碼產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。
關鍵詞：測控設備；GPS；IRIG-B；時間統一；單片機

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

1 靶場測控設備同步技術現狀
靶場測控設備經歷了脈沖形式時統信號同步，IRIG-B時間碼(以下簡稱IRIG-B碼)同步，GPS衛星時間同步等階段。脈沖同步信號傳輸距離有限，抗干擾能力弱，不能提供絕對時間信息，測控設備在試驗飛機或艦船上安裝時需采用電臺傳送時統信號。此種同步模式在測控系統內部設備間同步采樣時仍普遍采用。
IRIG-B碼是IRIG(美國靶場時間測量組)制訂的一種串行BCD調制時間碼。IRIG-B時間編碼信息為天、時、分、秒，碼元速率為100脈沖／s，時幀周期為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，無載波調制時稱直流(DC)碼，有載波調制時稱交流(AC)碼。測控設備在試驗飛機或艦船上安裝時仍需采用電臺傳送IRIG-B碼信號，此種同步模式目前在靶場測控設備中普遍采用。
GPS衛星時間是導航、遙測及精確時間傳遞等領域的時間基準。在需要準確時間的系統上加裝GPS衛星時間的采集和本地時間校準裝置，便可使系統時間始終與GPS衛星時間同步。GPS接收機不受時間、地點和氣候的限制，只要能同時接收4顆以上衛星信號即可提供高精度、連續實時授時信息。GPS衛星時間目前已成為公認的一種時間基準，已開始在靶場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衛星時間同步；
2)IRIG-B碼同步；
3)IRIG-B碼產生；
4)提供脈沖形式、電流環形式同步采樣信號；
5)提供事件標記中斷時間。
2．3 終端工作過程
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。控制計算機通過對終端編程實現同步模式選擇，通過編程實現同步采樣信號頻率修改。
選擇GPS衛星時間同步模式時，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，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終端提供中斷時刻時間信息。
GPS衛星時間同步時，對外輸出基于GPS衛星時間的IRIG-B碼時間信號，提供相當于靶場時統分站的功能。