GPS授時服務(wù)器（時間同步服務(wù)器）在橋梁監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用

GPS授時服務(wù)器（時間同步服務(wù)器）在橋梁監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用

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一,、系統(tǒng)概述

　　整個采集系統(tǒng)分散在橋梁的各個部位。橋梁按照區(qū)域劃分為若干區(qū)段,，在主要幾個區(qū)段中安置著信號采集機站,，每組采集機站均和GPS校時器相連，GPS PPS接收器接受GPS時鐘同步信號,，做相應(yīng)的處理得到時鐘同步信號和時間戳并發(fā)送給PXI采集設(shè)備，采集設(shè)備接收處理后的GPS同步信號,，達(dá)到同步整個分布式采集系統(tǒng),。

二、系統(tǒng)組成
　　1.所謂時鐘同步有以下2方面含義,，只有2方面都達(dá)到同步，才能稱為真正的同步采集,。
　　a) 數(shù)據(jù)采樣頻率的同步,，包括采樣時鐘信號的脈沖同步以及相位同步。
　　b) 時間軸上的同步,，即采樣點時間標(biāo)簽的同步,。
　　2.GPS PPS時鐘同步技術(shù)的系統(tǒng)組成
　　該系統(tǒng)主要由GPS接收器和NI PXI采集設(shè)備2大部分組成,。結(jié)構(gòu)如圖1：

圖1.GPS PPS時鐘同步系統(tǒng)組成圖

　　GPS校時器的輸入端連接著一個GPS信號接受天線，接受來自GPS衛(wèi)星發(fā)送的時鐘信號,，輸出端分為3部分：
　　10MPPS（Pulse Per Second）信號：用于同步采集系統(tǒng),，作為采集系統(tǒng)的采樣基頻。此信號不包含任何的時間信息,，僅僅為簡單的脈沖信號，脈沖間隔為10納秒,。
　　1PPS（Pulse Per Second）信號：用于采集系統(tǒng)觸發(fā)采集使用,。此信號是一個很簡單的，不包含任何時間信息（年或月之類）的脈沖信號,，以1PPS為例,，每秒發(fā)生1次脈沖，每個脈沖的寬度通常為100毫秒,，PPS信號是一種較為簡單的同步技術(shù)，但其效果卻不亞于任何復(fù)雜的同步時鐘信號,。
　　時間（GMT）信號：用于替代采集系統(tǒng)自身的時間標(biāo)簽,。此信號采用NEMA標(biāo)準(zhǔn)，表現(xiàn)形式為GMT時間,，以字符串方式顯示,，例如“06.001…..”,，其中第以部分為年份，第二部分為年中天數(shù),，第三部分為一天的具體時間,，精確到秒級。
　　PXI采集設(shè)備采用NI PXI 1045 18槽機箱,，NI PXI 8187主控制器為主,，采集卡為NI PXI 6652、6602,、4472B，其中：
　　PXI 6652時鐘同步模塊采用NI提供的SMB（類似BNC同軸電纜的接口）接口于GPS接收器的10M PPS輸出端相連,，接收10M PPS時鐘信號,，并且將此時鐘信號進(jìn)行分頻，把分頻后的時鐘信號提供到PXI機箱背板,，提供給高速同步采集卡PXI 4472B作為采樣時鐘頻率,。
　　PXI 6602計數(shù)器采用接線端子板與GPS校時器的1 PPS輸出端相連,，需要同時接入2個輸入端口，都接收1 PPS信號,，第邑個輸入端收到信號后,，按1 PPS頻率進(jìn)行計數(shù)，并設(shè)定采集時間,，當(dāng)達(dá)到采集的起始時間,，PXI 6602提供觸發(fā)信號，觸發(fā)PXI 4472B開始采集,；第二個輸入端的1 PPS頻率脈沖為4472B提供相位同步觸發(fā)脈沖。
　　PXI 8187控制器的標(biāo)準(zhǔn)RS232串口與GPS接收器的時間輸出端相連,，接收GPS接收器提供的時間信息,，并計算每個采樣點的時間間隔＋觸發(fā)開始的時間來獲取該采樣點的時間標(biāo)簽。
　　3.采用NI LABVIEW虛擬儀器編寫可視性較高的數(shù)據(jù)采集及處理軟件,。