CN112114513A - 位置、速度、时间和姿态信息统一直流编码方法 - Google Patents

位置、速度、时间和姿态信息统一直流编码方法 Download PDF

Info

Publication number
CN112114513A
CN112114513A CN202010948603.XA CN202010948603A CN112114513A CN 112114513 A CN112114513 A CN 112114513A CN 202010948603 A CN202010948603 A CN 202010948603A CN 112114513 A CN112114513 A CN 112114513A
Authority
CN
China
Prior art keywords
time
pvta
speed
code
information
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202010948603.XA
Other languages
English (en)
Inventor
刘拥军
李小强
高金宇
韩冬瑞
施利春
李伟
肖龙
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Henan Polytechnic Institute
Original Assignee
Henan Polytechnic Institute
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Henan Polytechnic Institute filed Critical Henan Polytechnic Institute
Priority to CN202010948603.XA priority Critical patent/CN112114513A/zh
Publication of CN112114513A publication Critical patent/CN112114513A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G04—HOROLOGY
    • G04G—ELECTRONIC TIME-PIECES
    • G04G7/00—Synchronisation
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L7/00—Arrangements for synchronising receiver with transmitter

Abstract

本发明属于通信技术领域，公开一种位置、速度、时间和姿态信息统一直流编码方法，包括：设计位置、速度、时间和姿态统一直流码PVTA，包括PVTA数据帧结构的设计、码元波形的定义、数据传输方式的设计和时间基准标志的规定；基于设计的PVTA码对时间、位置、速度和姿态信息采用直流码的格式进行统一编码，完成时间、位置、速度和姿态信息的同步传输。本发明实现了位置、速度、时间和姿态信息的有机结合，只需要一种数据接口就可实现对时间、位置、速度和姿态四种信息的传输，大大减少了数据接口的类型和数量，简化了硬件设备的结构。

Description

位置、速度、时间和姿态信息统一直流编码方法
技术领域
本发明属于通信技术领域，尤其涉及一种位置、速度、时间和姿态信息统一直流编码方法。
背景技术
IRIG是美国靶场仪器组的简称。IRIG时间标准分为两类，一类是并行的时间码格式，另一类是串行的时间码格式。IRIG-B码是串行时间码的一种，其时帧周期为1s，包含100个码元，每个码元周期为10ms；IRIG-B码一共有三种码元，位置识别标志P，二进制“1”和“0”，高电平脉宽分别为8ms，5ms和2ms；IRIG-B码每10个码元有一个位置识别标志，共有P1，P2，P3，…，P9，P0十个位置识别标志，它们的高电平脉宽均为8ms；PR为帧参考点(邴志光,束坤,顾燕飞.IRIG-B码在时间同步系统中的应用[J].现代电子技术,2012,35(07):16-18.)。IRIG-B码具有携带信息量大、适合远距离传输、接口标准化和国际通用等优点，是最为常用的一种时间编码(陈琳.IRIG-B编解码系统设计与实现[J].江苏科技信息,2013(05):57-58.)。
位置、速度、时间和姿态信息是通信、电子、测量和信号处理等设备的基本信息。信息采集设备通过导航定位系统和惯性导航系统采集到位置、速度、时间和姿态等信息后，传统上采用IRIG-B码、串口或网口和秒脉冲等方式与通信、电子、测量和信号处理等设备进行信息传输，如图1所示。其中IRIG-B码只能传输时间和时刻信息，秒脉冲则只能传输时刻信息，串口或网口可以实现位置、速度、时间和姿态信息的同时传输，但是其不包含准确的时刻信息，所以时间误差较大，一般在100ms以上。
采用传统的信息传输方式进行位置、速度、时间和姿态信息的传输，需要的数据接口类型较多，对应的驱动程序也多，会造成系统通讯线繁多，可靠性差，接口调试工作量大，接口电路不易集成化等问题。
发明内容
本发明针对采用传统的信息传输方式进行位置、速度、时间和姿态信息的传输，需要的数据接口类型较多，对应的驱动程序也多，会造成系统通讯线繁多，可靠性差，接口调试工作量大，接口电路不易集成化等问题，提出一种位置、速度、时间和姿态信息统一直流编码方法，对位置、速度、时间、姿态信息进行统一直流编码，实现了位置、速度、时间、姿态信息的有机地结合和同时传输。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种位置、速度、时间和姿态信息统一直流编码方法，包括：
设计位置、速度、时间和姿态统一直流码PVTA，包括PVTA数据帧结构的设计、码元波形的定义、数据传输方式的设计和时间基准标志的规定；
基于设计的PVTA码对时间、位置、速度和姿态信息采用直流码的格式进行统一编码，完成时间、位置、速度和姿态信息的同步传输。
进一步地，所述PVTA数据帧结构的设计包括：
所述PVTA数据帧的帧周期设定为1秒，每一个PVTA数据帧包含1000个码元，每个码元对应一个数据位；将PVTA数据帧中的第0个码元定义为基准码元PR；将第1-99个码元定义为时间信息的数据位；将第100-259个码元定义为位置信息的数据位；将第260-319个码元定义为速度信息的数据位；将第320-559个码元定义为姿态信息的数据位；将第560-999个码元定义为预留数据位。
进一步地，所述PVTA码元波形的定义包括：
定义P、1、0三种码元，码元周期设定为1ms；其中码元P包括PR和Pn，n＝0,1,2,3,…99，PR为基准码元，Pn为位置识别标志，码元P高电平宽度设置为800μs，低电平宽度设置为200μs；码元逻辑1高电平宽度设置为500μs，低电平宽度设置为500μs；码元逻辑0高电平宽度设置为200μs，低电平宽度设置为800μs。
进一步地，所述数据传输方式为串行传输方式。
进一步地，所述时间基准标志由位置识别标志P0和相邻的基准码元PR组成，两者高电平宽度均为800μs，低电平宽度均为200μs，PR的前沿与秒脉冲的上升沿为同一时刻，即为时间基准标志。
与现有技术相比，本发明具有的有益效果：
(1)本发明对位置、速度、时间、姿态信息进行统一直流编码，实现了位置、速度、时间、姿态信息的有机结合和同时传输；
(2)本发明对位置、速度、时间、姿态信息进行统一直流编码，简化了数据接口的类型，统一了驱动程序的标准，降低了接口调试的工作量，提高了信息传输系统的可靠性；
(3)本发明在每一帧数据传输开始时，能为外部系统提供一个秒脉冲信号，实现外部系统间的时钟同步。
附图说明
图1为传统信息传输方式示意图；
图2为本发明实施例一种位置、速度、时间和姿态信息统一直流编码方法的PVTA码传输方式示意图；
图3为本发明实施例一种位置、速度、时间和姿态信息统一直流编码方法的基本流程图；
图4为本发明实施例一种位置、速度、时间和姿态信息统一直流编码方法的PVTA数据帧结构示意图；
图5为本发明实施例一种位置、速度、时间和姿态信息统一直流编码方法的PVTA码码元波形示意图；
图6为本发明实施例一种位置、速度、时间和姿态信息统一直流编码方法的时间基准标志的位置示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体的实施例对本发明做进一步的解释说明：
针对采用传统的信息传输方式进行位置、速度、时间和姿态信息的传输，需要的数据接口类型较多，对应的驱动程序也多，会造成系统通讯线繁多，可靠性差，接口调试工作量大，接口电路不易集成化等问题。本发明对位置、速度、时间和姿态(PVTA)信息进行统一直流编码，将位置、速度、时间和姿态信息有机地结合在一起，实现位置、速度、时间和姿态信息的同时传输，如图2所示。
如图3所示，一种位置、速度、时间和姿态信息统一直流编码方法，包括：
步骤S101：设计位置、速度、时间和姿态统一直流码PVTA，包括PVTA数据帧结构的设计、码元波形的定义、数据传输方式的设计和时间基准标志的规定；
步骤S102：基于设计的PVTA码对时间、位置、速度和姿态信息采用直流码的格式进行统一编码，完成时间、位置、速度和姿态信息的同步传输。
具体地，步骤S101包括：
1、PVTA数据帧结构的设计
PVTA数据帧的结构直观地反应了信息数据的编码格式。规定PVTA数据帧的帧周期为1秒，每一帧包含1000个码元，每个码元对应一个数据位。将PVTA数据帧中的第0个码元定义为基准码元，即PR；将第1-99个码元定义为时间信息的数据位；将第100-259个码元定义为位置信息的数据位；将第260-319个码元定义为速度信息的数据位；将第320-559个码元定义为姿态信息的数据位；将第560-999个码元定义为预留数据位。PVTA数据帧的具体结构如图4所示。
2、码元波形的定义
PVTA数据码一共包含P、1、0三种码元，码元周期设定为1ms；其中码元P包括PR和Pn，n＝0,1,2,3,…99，PR为基准码元，Pn为位置识别标志，码元P高电平宽度设置为800μs，低电平宽度设置为200μs；码元逻辑1高电平宽度设置为500μs，低电平宽度设置为500μs；码元逻辑0高电平宽度设置为200μs，低电平宽度设置为800μs。PVTA码码元波形图如图5所示。
3、PVTA码元定义及数据传输方式
按照上述PVTA数据帧结构对位置、速度、时间和姿态信息进行统一编码，详细的码元定义如表1所示。本发明中PVTA编码的每位数据占据的时间长度固定，采用串行传输方式，依次按位传输数据。
表1 PVTA码码元定义表
Figure BDA0002676143200000041
Figure BDA0002676143200000051
Figure BDA0002676143200000061
Figure BDA0002676143200000071
Figure BDA0002676143200000081
Figure BDA0002676143200000091
Figure BDA0002676143200000101
Figure BDA0002676143200000111
Figure BDA0002676143200000121
Figure BDA0002676143200000131
Figure BDA0002676143200000141
4、时间基准标志的规定
本发明中的时间基准标志是由位置识别标志P0和相邻的基准码元PR组成，两者高电平宽度均为800μs，低电平宽度均为200μs，如图6所示；所以如果连续检测到两个码元P，则第二个码元就是基准码元PR，其前沿与秒脉冲的上升沿为同一时刻，也就是时间基准标志。通信、电子、测量和信号处理等设备可以此时间基准实现准确的对时功能。
为使本发明更清楚，下面结合具体实例对本发明作进一步详细描述。
假设在2020年06月28日上午10点45分17秒时发送位置、速度、姿态分别为东经112.7°、北纬34.27°，10米每秒，方向角35°、俯仰角30°、横滚角-20°的信息。将上述信息转换为二进制后分别为：
(1)时间：
1110 100 1010 001 0000 10 0000 0001 10 0000 0100
(2)位置：
经度
0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 1110 0110 0010 0100 10001000 0
纬度
0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0111 0100 0110 0010 0010 11000000 0
(3)速度：
0000 0000 0000 0000 0000 0000 0110 0010 0000 1000 0000 0000
(4)姿态：
方向角
0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0110 0010 1010 11000000
俯仰角
0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0110 0010 0000 11000000 0
横滚角
0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0110 0010 0000 01000000 1
将时间、位置、速度和姿态信息的二进制代码按照表1的数据格式组合起来，形成对应的PVTA码：
PR 1110 0 100P1 1010 0 001 0P2 0000 0 10 00P3 0000 0 0001P4 100000000P5 0000 0 0100P6 00000 0000P7 0 0000 0 000P8 000000000P9 00000000 0P100000 0 0000P11 0000 0 0000P12 0000 0 0000P13 0000 0 0000P14 0000 0 1110P15 01100 0010P16 0100 0 1000P17 1000 0 0 000 P18 0000 0 0000P19 0000 0 0000P20 0000 00000P21 0000 0 0000P22 0111 0 0100P23 0110 0 0010P24 0010 0 1100P25 0000 0 0000P26 0000 0 0000P27 0000 0 0000P28 0000 0 0000P29 0110 0 0010P30 0000 0 1000P310000 0 0000P32 0000 0 0000P33 0000 0 0000P34 0000 0 0000P35 0000 0 0000P36 00000 0000P37 0110 0 0010P38 1010 0 1100P39 0000 0 0000P40 0000 0 0000 P41 0000 00000P42 0000 0 0000P43 0000 0 0000P44 0000 0 0000P45 0110 0 0010P46 0000 01100P47 0000 0 0 000P48 0000 0 0000P49 0000 0 0000P50 0000 0 0000P51 0000 00000P52 0000 0 0000P53 0110 0 0010P54 0000 0 0100P55 0000 0 1 000P56 0000 00000P57 0000 0 0000P58 0000 0 0000P59 0000 0 0000P60 0000 0 0000P61 0000 00000P62 0000 0 0000P63 0000 0 0000 P64 0000 0 0000P65 0000 0 0000P66 0000 00000P67 0000 0 0000P68 0000 0 0000P69 0000 0 0000P70 0000 0 0000P71 0000 00000P72 0000 0 0000P73 0000 0 0000P74 0000 0 0000P75 0000 0 0000P76 0000 00000P77 0000 0 0000P78 0000 0 0000P79 0000 0 0000P80 0000 0 0000P81 0000 00000P82 0000 0 0000P83 0000 0 0000P84 0000 0 0000P85 0000 0 0000P86 0000 0 0000P87 0000 0 0000P88 0000 0 0000P89 0000 0 0000P90 0000 0 0000P91 0000 0 0000P920000 0 0000P93 0000 0 0000P94 0000 0 0000P95 0000 0 0000P96 0000 0 0000P97 00000 0000P98 0000 0 0000P99 0000 0 0000P0
其中，PR-P10之间的数据为时间信息编码，P10-P26之间的数据为位置信息编码，P26-P32之间的数据为速度信息编码，P32-P56之间的数据为姿态信息编码，P56-P0之间的数据为预留位。
综上，本发明对位置、速度、时间、姿态信息进行统一直流编码，实现了位置、速度、时间、姿态信息的有机结合和同时传输；本发明对位置、速度、时间、姿态信息进行统一直流编码，简化了数据接口的类型，统一了驱动程序的标准，降低了接口调试的工作量，提高了信息传输系统的可靠性；本发明在每一帧数据传输开始时，能为外部系统提供一个秒脉冲信号，实现外部系统间的时钟同步。
以上所示仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种位置、速度、时间和姿态信息统一直流编码方法，其特征在于，包括：
设计位置、速度、时间和姿态统一直流码PVTA，包括PVTA数据帧结构的设计、码元波形的定义、数据传输方式的设计和时间基准标志的规定；
基于设计的PVTA码对时间、位置、速度和姿态信息采用直流码的格式进行统一编码，完成时间、位置、速度和姿态信息的同步传输。
2.根据权利要求1所述的位置、速度、时间和姿态信息统一直流编码方法，其特征在于，所述PVTA数据帧结构的设计包括：
所述PVTA数据帧的帧周期设定为1秒，每一个PVTA数据帧包含1000个码元，每个码元对应一个数据位；将PVTA数据帧中的第0个码元定义为基准码元PR；将第1-99个码元定义为时间信息的数据位；将第100-259个码元定义为位置信息的数据位；将第260-319个码元定义为速度信息的数据位；将第320-559个码元定义为姿态信息的数据位；将第560-999个码元定义为预留数据位。
3.根据权利要求1所述的位置、速度、时间和姿态信息统一直流编码方法，其特征在于，所述PVTA码元波形的定义包括：
定义P、1、0三种码元，码元周期设定为1ms；其中码元P包括PR和Pn，n＝0,1,2,3,…99，PR为基准码元，Pn为位置识别标志，码元P高电平宽度设置为800μs，低电平宽度设置为200μs；码元逻辑1高电平宽度设置为500μs，低电平宽度设置为500μs；码元逻辑0高电平宽度设置为200μs，低电平宽度设置为800μs。
4.根据权利要求1所述的位置、速度、时间和姿态信息统一直流编码方法，其特征在于，所述数据传输方式为串行传输方式。
5.根据权利要求1所述的位置、速度、时间和姿态信息统一直流编码方法，其特征在于，所述时间基准标志由位置识别标志P0和相邻的基准码元PR组成，两者高电平宽度均为800μs，低电平宽度均为200μs，PR的前沿与秒脉冲的上升沿为同一时刻，即为时间基准标志。
CN202010948603.XA 2020-09-10 2020-09-10 位置、速度、时间和姿态信息统一直流编码方法 Pending CN112114513A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010948603.XA CN112114513A (zh) 2020-09-10 2020-09-10 位置、速度、时间和姿态信息统一直流编码方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010948603.XA CN112114513A (zh) 2020-09-10 2020-09-10 位置、速度、时间和姿态信息统一直流编码方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN112114513A true CN112114513A (zh) 2020-12-22

Family

ID=73803187

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010948603.XA Pending CN112114513A (zh) 2020-09-10 2020-09-10 位置、速度、时间和姿态信息统一直流编码方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN112114513A (zh)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62116034A (ja) * 1985-11-15 1987-05-27 Nec Corp デイジタル通信方式
US6466259B1 (en) * 1999-01-04 2002-10-15 Unisys Corporation Collection of video images correlated with spacial and attitude information
CN1661986A (zh) * 2004-02-25 2005-08-31 华为技术有限公司 一种支持多协议实现数据报文传输的方法
CN111355550A (zh) * 2020-02-04 2020-06-30 西安广和通无线软件有限公司 时间同步方法、装置、计算机可读存储介质和计算机设备

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62116034A (ja) * 1985-11-15 1987-05-27 Nec Corp デイジタル通信方式
US6466259B1 (en) * 1999-01-04 2002-10-15 Unisys Corporation Collection of video images correlated with spacial and attitude information
CN1661986A (zh) * 2004-02-25 2005-08-31 华为技术有限公司 一种支持多协议实现数据报文传输的方法
CN111355550A (zh) * 2020-02-04 2020-06-30 西安广和通无线软件有限公司 时间同步方法、装置、计算机可读存储介质和计算机设备

Non-Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
刘信圣: "《微型计算机系统维修1000例》", 31 May 1993 *
方涛，樊越甫: "《智能变电站继电保护技术应用研究》", 31 May 2019, 中国矿业大学出版社 *
王江峰，包卫东，黄金才: "一种改进的高效报文编码方式", 《计算机应用研究》 *
薛祖云: "《会计信息系统》", 31 August 2003 *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10419251B2 (en) Digital signal transfer using integrated transformers with electrical isolation
US20090103570A1 (en) Time Synchronization in Serial Communications
JPS62269443A (ja) 並列伝送方式
CN109687928A (zh) 一种基于fpga的irig-b型码（dc）授时实现系统及方法
CN109828447B (zh) 一种基于fpga+arm架构的网关通信数据对时方法
CN105892280B (zh) 一种卫星授时装置
EP0348305A3 (en) Coded modulation communication system
CN102510327B (zh) 提高远程双向时间比对调制解调器同步精度的方法及装置
CN110007325A (zh) 一种用于星基增强l5信号的快速帧同步方法
CN112947163B (zh) 一种基于dsp的biss-c协议传感器数据解析与提取方法
CN112114513A (zh) 位置、速度、时间和姿态信息统一直流编码方法
CN106444351A (zh) 多源解码授时系统及其工作方法
CN201674483U (zh) 一种irig_b码解码接口电路
CN208433973U (zh) 基于BiSS C协议的单读数头数据采集与多主接收装置
CN103490856B (zh) 用于深空探测的Mark5B格式VLBI数据接收解码与纠错系统及方法
CN111193514A (zh) 一种高同步精度irig-b编码器
CA2371996A1 (en) Method and system for encoding to mitigate decoding errors in a receiver
GB2095952A (en) Bi-phase space code data signal reproducing circuit
CN201965746U (zh) 基于fpga的遥控编码电路
CN204730763U (zh) 一种激光驾束制导导弹光电解码数字电路
CN108255053B (zh) 一种计算机高精度授时装置
CN116185924A (zh) 波特率时钟产生方法和电子装置
CN110634351A (zh) 一种飞行模拟器航空地平仪控制系统
CN206989881U (zh) 一种高速高精度测角电路板
CN107994908B (zh) 提高b时间码译码性能的方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination