基于FPGA的GPS高精度同步系統(tǒng)的研究與改進(jìn).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(chǎng),在一次脈沖磁場(chǎng)間歇期間利用線圈或接地電極觀測(cè)地下介質(zhì)中引起的二次感應(yīng)渦流場(chǎng),從而探測(cè)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(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),接收機(jī)采集二次場(chǎng)的最佳時(shí)機(jī)為一次脈沖磁場(chǎng)發(fā)射機(jī)關(guān)斷發(fā)射電流的1μs內(nèi),因此在發(fā)射機(jī)與接收機(jī)之間就需要一個(gè)同步控制信號(hào),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(shí)鐘

2、長(zhǎng)期穩(wěn)定性和恒溫晶振(OCXO)短期穩(wěn)定性,針對(duì)瞬變電磁勘探設(shè)備設(shè)計(jì)了一種改進(jìn)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(duì)現(xiàn)有同步系統(tǒng)進(jìn)行了深入研究,并對(duì)其不足之處提出了改進(jìn)方案和具體實(shí)現(xiàn)方法。論文首先介紹了衛(wèi)星授時(shí)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(jì)方案;再對(duì)現(xiàn)有同步系統(tǒng)進(jìn)行了概述,指出了其中的不足之處,并提出了改進(jìn)方案;之后是以FPGA為核心改進(jìn)優(yōu)化系統(tǒng)的硬件平

3、臺(tái),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(shí)現(xiàn)過(guò)程;最后為了驗(yàn)證改進(jìn)型同步系統(tǒng)的性能而專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)了同步系統(tǒng)測(cè)試儀,并利用此儀器對(duì)同步系統(tǒng)進(jìn)行了數(shù)據(jù)驗(yàn)證和野外勘探測(cè)試。
　　經(jīng)大量的實(shí)驗(yàn)室數(shù)據(jù)和野外勘探的驗(yàn)證,改進(jìn)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(duì)同步精度的要求。本系統(tǒng)不但在瞬變電磁法探測(cè)設(shè)備領(lǐng)域有著較高的實(shí)用價(jià)值和借鑒意義,在其他對(duì)同步精度要求嚴(yán)格的場(chǎng)合也有一定的實(shí)用和參考價(jià)值。