基于FPGA的GPS高精度同步系統(tǒng)的研究與改進.pdf

1、瞬變電磁法,是利用不接地回線或接地線源向地下發(fā)射一次脈沖磁場,在一次脈沖磁場間歇期間利用線圈或接地電極觀測地下介質(zhì)中引起的二次感應(yīng)渦流場,從而探測地下介質(zhì)電性特征的一種方法。根據(jù)瞬變電磁法的基本原理以及大量實驗數(shù)據(jù),接收機采集二次場的最佳時機為一次脈沖磁場發(fā)射機關(guān)斷發(fā)射電流的1μs內(nèi),因此在發(fā)射機與接收機之間就需要一個同步控制信號,使其滿足理論要求。本文結(jié)合全球定位系統(tǒng)(Global Positioning System,GPS)秒時鐘

2、長期穩(wěn)定性和恒溫晶振(OCXO)短期穩(wěn)定性,針對瞬變電磁勘探設(shè)備設(shè)計了一種改進型高精度同步系統(tǒng)。
　　論文主要研究了GPS同步系統(tǒng)的工作原理,并以此原理為基礎(chǔ)對現(xiàn)有同步系統(tǒng)進行了深入研究,并對其不足之處提出了改進方案和具體實現(xiàn)方法。論文首先介紹了衛(wèi)星授時技術(shù)和恒溫晶振的理論基礎(chǔ),并給出了瞬變電磁勘探設(shè)備同步系統(tǒng)的設(shè)計方案;再對現(xiàn)有同步系統(tǒng)進行了概述,指出了其中的不足之處,并提出了改進方案;之后是以FPGA為核心改進優(yōu)化系統(tǒng)的硬件平

3、臺,以及NMEA解析算法、恒溫晶振頻率校準(zhǔn)算法等的軟件具體實現(xiàn)過程;最后為了驗證改進型同步系統(tǒng)的性能而專門設(shè)計了同步系統(tǒng)測試儀,并利用此儀器對同步系統(tǒng)進行了數(shù)據(jù)驗證和野外勘探測試。
　　經(jīng)大量的實驗室數(shù)據(jù)和野外勘探的驗證,改進后的同步系統(tǒng)的性能較現(xiàn)有同步系統(tǒng)有了一定提高,完全能夠滿足瞬變電磁系統(tǒng)對同步精度的要求。本系統(tǒng)不但在瞬變電磁法探測設(shè)備領(lǐng)域有著較高的實用價值和借鑒意義,在其他對同步精度要求嚴(yán)格的場合也有一定的實用和參考價值。