多功能内置式IRIG-B码终端设计

摘要：在分析武器装备靶场试验测控设备同步技术现状基础上，提出了一种多功能内置式IRIG-B码终端设计；给出了终端的组成、功能与工作过程，详细介绍了IRIG-B码采集模块、IRIG-B码产生模块和软件模块的设计；终端具有通用性强、同步精度高、体积小等特点。
关键词：测控设备；GPS；IRIG-B；时间统一；单片机

武器装备靶场试验时需多台／套测控设备(测量与控制设备的简称)参加，不同测控设备获得的试验数据在时间上密切相关。因此，要求参试测控设备(有时包括被试装设备)在时间统一信号(简称时统信号。是各种时间编码信号、各种频率定时信号和时标信号的统称)协调下工作。为了保证各参试测控设备时钟同步，靶场除设置时统中心站外，一般需根据参试测控设备、被试装设备投入情况，设置多个时统分站。时统分站通过通信线路和时间码与时统中心站联系，并与时统中心站保持频率和时间同步，再向用户(测控设备或被试装设备)提供标准时间和标准频率信号。试验过程中由时统中心站接收国家授时台发播的时间标准进行对时，并向时统分站送出对时、校频信号．统一靶场时间。
随着靶场时统设备(时间统一设备的简称。产生与输出各种时间编码、定时信号和接授时间码对时同步的设备，包括时码钟、时统中心控制台等)采用GPS时间作为时间标准，在测控设备中采用GPS授时技术自主同步靶场时间的条件已经成熟，研究基于GPS卫星时间的IRIG-B码终端设备十分必要。

1 靶场测控设备同步技术现状
靶场测控设备经历了脉冲形式时统信号同步，IRIG-B时间码(以下简称IRIG-B码)同步，GPS卫星时间同步等阶段。脉冲同步信号传输距离有限，抗干扰能力弱，不能提供绝对时间信息，测控设备在试验飞机或舰船上安装时需采用电台传送时统信号。此种同步模式在测控系统内部设备间同步采样时仍普遍采用。
IRIG-B码是IRIG(美国靶场时间测量组)制订的一种串行BCD调制时间码。IRIG-B时间编码信息为天、时、分、秒，码元速率为100脉冲／s，时帧周期为1 s，秒标志和位置识别符脉冲宽度为8 ms，“1”码宽度为5 ms，“0”码和索引计数符脉冲宽度为2 ms。幅度调制的载波频率为1 kHz，无载波调制时称直流(DC)码，有载波调制时称交流(AC)码。测控设备在试验飞机或舰船上安装时仍需采用电台传送IRIG-B码信号，此种同步模式目前在靶场测控设备中普遍采用。
GPS卫星时间是导航、遥测及精确时间传递等领域的时间基准。在需要准确时间的系统上加装GPS卫星时间的采集和本地时间校准装置，便可使系统时间始终与GPS卫星时间同步。GPS接收机不受时间、地点和气候的限制，只要能同时接收4颗以上卫星信号即可提供高精度、连续实时授时信息。GPS卫星时间目前已成为公认的一种时间基准，已开始在靶场测控设备中得到应用。

2 总体设计
2．1 终端组成
IRIG-B码终端设计为PCI总线结构形式，GPS OEM模块固定在PCI卡上。终端由GPS OEM模块，IRIG-B码采集模块，IRIG-B码产生模块等组成，其组成如图1所示。

2．2 终端功能
1)GPS卫星时间同步；
2)IRIG-B码同步；
3)IRIG-B码产生；
4)提供脉冲形式、电流环形式同步采样信号；
5)提供事件标记中断时间。
2．3 终端工作过程
终端插入测控设备计算机扩展槽，控制计算机加电后8031、8751复位。控制计算机通过对终端编程实现同步模式选择，通过编程实现同步采样信号频率修改。
选择GPS卫星时间同步模式时，GPS接收信号稳定后终端对外输出同步采样信号。选择IRIG-B码同步模式时，大约1秒终端对外输出同步采样信号。
事件标记中断出现时终端提供中断时刻时间信息。
GPS卫星时间同步时，对外输出基于GPS卫星时间的IRIG-B码时间信号，提供相当于靶场时统分站的功能。