CN111143048A - 一种基于VxWorks系统时钟的雷达精确计时方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于VxWorks系统时钟的精确计时方法，确定系统时钟的频率后，在数据处理软件中添加一个能够触发中断的定时器，中断频率和目标真值频率相当，在接收外部数据提供的基准时间基础上，获得每次定时器中断时的绝对时间，以此作为雷达系统的绝对时间，用于标示雷达输出目标信息的时标。

Description

一种基于VxWorks系统时钟的雷达精确计时方法

技术领域

本发明属于雷达数据处理技术领域，特别涉及一种基于VxWorks系统时钟的精确计时方法，可用于标示雷达输出目标信息的绝对时间。

背景技术

VxWorks操作系统是一种高性能、可裁剪的嵌入式实时多任务操作系统(RTOS)，广泛地应用在通信、军事、航空、航天、航海等高精尖技术及实时性要求极高的领域中。在某型地基雷达中VxWorks作为中心控制软件和数据处理软件的运行平台，保证雷达处理结果的实时性，但是雷达无北斗和GPS信号输入，导致雷达输出的目标信息缺少能够精确到毫秒级的绝对时间，无法依靠和目标真值比较来测量雷达的探测精度。

测量雷达的探测精度时测试方一般会提供与目标信息一致且频率可调的绝对时间，在不增加硬件的基础上可以以此绝对时间作为基准，和雷达系统中的相对时间计算每个时刻的绝对时间，前提是需要保证相对时间的准确性。某型雷达通过运行数据处理软件的单板机与外部连接，因此本发明的目的在于如何使用VxWorks系统时钟保证计算出的绝对时间的达到毫秒级的精度。

发明内容

要解决的技术问题

为了避免现有技术的不足之处，本发明提出一种基于VxWorks系统时钟的雷达精确计时方法。

技术方案

一种基于VxWorks系统时钟的雷达精确计时方法，其特征在于步骤如下：

步骤1：将数据处理软件运行平台VxWorks的系统时钟频率设为1000Hz；

步骤2：由外部数据源每隔30分钟向雷达数据处理软件发送基准时间校准命令；

步骤3：数据处理软件接收到基准时间校准命令时，记录此时的基准时间和系统时钟的tick值；

步骤4：数据处理软件再次接收到基准时间校准命令，记录当前系统时钟的tick值，与步骤3中的tick值相减获得tick差值，以此作为毫秒数，由此毫秒数和步骤3中的基准时间计算此时的绝对时间，并更新数据处理软件中的基准时间；

步骤5：比较步骤4中计算的绝对时间和基准时间的偏差，如果时间偏差大于30毫秒，则将系统时钟的频率加1，重新执行步骤3至步骤4，直到时间偏差满足要求；

步骤6：利用BSP库中的定时器相关函数创建定时器和定时器中断服务程序，在定时器中断服务程序中添加使用基准时间和以其为开始时刻的tick差值计算当前绝对时间的语句；

步骤7：将外部数据源发送基准时间校准命令的时间间隔改为1分钟；

步骤8：以步骤6中计算的当前绝对时间作为雷达系统的绝对时间，并且在每次接收到基准时间校准命令后更新数据处理软件中的基准时间，保证基准时间的准确性。

有益效果

与添加北斗或者GPS接收机等相关硬件设备相比，本方法只对雷达软件做少量修改，不增加硬件成本，首先利用测试方提供的基准绝对时间通过试验得到VxWorks系统时钟的实际可用频率，然后使用基准绝对时间和VxWorks的相对时间获取每个时刻的绝对时间。本方法在最终的雷达比测中获得验证，雷达输出的目标航迹和目标真值按照时间轴对准后，目标测量精度结果获得较好的成绩。

附图说明

图1基于VxWorks系统时钟的雷达精确计时方法实现流程图

具体实施方式

现结合实施例、附图对本发明作进一步描述：

本发明实现的硬件平台为一块运行VxWorks操作系统和数据处理软件的单板机，以及外部数据源能够按照一定频率提供基准时间。

本发明基于外部数据源提供的基准时间和VxWorks的相对时间计算每个时刻的绝对时间。VxWorks的系统时钟每秒产生若干个中断，产生的中断次数被称为tick，系统加电启动后，tick的起始值为0，每产生一次中断，tick值加1，默认情况下系统时钟1秒产生60次中断，即tick值加1代表16.7毫秒，不能满足测量雷达探测精度所需的毫秒级精度。虽然可以人为设置系统时钟的中断频率，但是考虑到VxWorks对中断的处理时间最短为5微妙，导致1秒钟时钟中断的次数少于设置的期望频率，需要通过试验的方法精确获得tick值加1代表1毫秒时的系统时钟频率，此为本发明能够实现的关键。系统时钟的频率确定后，需要在数据处理软件中添加一个能够触发中断的定时器，中断频率和目标真值频率相当，在接收外部数据提供的基准时间基础上，按照上述计算方法获得每次定时器中断时的绝对时间，以此作为雷达系统的绝对时间，用于标示雷达输出目标信息的时标。

步骤1：

更改数据处理软件运行平台VxWorks的系统时钟频率为1000Hz。

在userconfig.c文件中使用语句sysClkRateSet(1000)将VxWorks的系统时钟频率设定为1000Hz，然后重新编译BSP库。

步骤2：

由外部设备以一定频率向雷达数据处理软件发送基准时间校准命令，输入基准时间，包括年、月、日、时、分、秒、毫秒，间隔时间设为30分钟。

步骤3：

数据处理软件接收到基准时间校准命令时，记录此时的基准时间，记为T，使用语句tickGet()获取当前系统时钟的tick值，记为t。

步骤4：

数据处理软件再次接收到基准时间校准命令，记录当前系统时钟的tick值，记为t'，与步骤3中的tick值t相减获得tick差值，记为Δt，以Δt作为自基准时间T开始后的毫秒数，由毫秒数Δt和步骤3中的基准时间T计算出此时的绝对时间，记为T'，并更新数据处理软件中的基准时间T。以下为计算公式：

Δt＝t'-t

T'＝T+Δt

步骤5：

比较步骤4中计算的绝对时间T'和更新后的基准时间T的偏差，记为ΔT，如果ΔT大于30毫秒，则按照步骤2中的操作将系统时钟的频率加1，重新执行步骤3至步骤4，直到时间偏差ΔT满足要求，并按照此时的系统时钟频率固化BSP库。

步骤6：

利用BSP库中的定时器相关函数创建定时器和定时器中断服务程序，定时器的中断间隔一般设置为10毫秒或者20毫秒，在定时器中断服务程序中添加步骤4中使用基准时间T和以其为开始时刻的tick差值Δt计算当前绝对时间T'的语句，重新编译链接数据处理软件。

步骤7：

将外部数据源发送基准时间校准命令的时间间隔改为1分钟，保证在两次基准时间校准命令的时间间隔内计算的绝对时间误差不超过1毫秒。

步骤8：

雷达每次启动后，步骤6中的定时器按照设定的频率产生中断，定时器中断服务程序使用基准时间T和以其为开始时刻的tick差值Δt计算当前绝对时间T'，以此作为雷达系统的绝对时间，并且需要在每次接收到基准时间校准命令后更新数据处理软件中的基准时间T，保证基准时间和计算出的绝对时间的准确性。

Claims (1)

1.一种基于VxWorks系统时钟的雷达精确计时方法，其特征在于步骤如下：

步骤1：将数据处理软件运行平台VxWorks的系统时钟频率设为1000Hz；

步骤2：由外部数据源每隔30分钟向雷达数据处理软件发送基准时间校准命令；

步骤3：数据处理软件接收到基准时间校准命令时，记录此时的基准时间和系统时钟的tick值；

步骤4：数据处理软件再次接收到基准时间校准命令，记录当前系统时钟的tick值，与步骤3中的tick值相减获得tick差值，以此作为毫秒数，由此毫秒数和步骤3中的基准时间计算此时的绝对时间，并更新数据处理软件中的基准时间；

步骤5：比较步骤4中计算的绝对时间和基准时间的偏差，如果时间偏差大于30毫秒，则将系统时钟的频率加1，重新执行步骤3至步骤4，直到时间偏差满足要求；

步骤6：利用BSP库中的定时器相关函数创建定时器和定时器中断服务程序，在定时器中断服务程序中添加使用基准时间和以其为开始时刻的tick差值计算当前绝对时间的语句；

步骤7：将外部数据源发送基准时间校准命令的时间间隔改为1分钟；

步骤8：以步骤6中计算的当前绝对时间作为雷达系统的绝对时间，并且在每次接收到基准时间校准命令后更新数据处理软件中的基准时间，保证基准时间的准确性。

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