KR20110042659A

KR20110042659A - Apparatus for gerating 1 pulse per second synchronizing signal by using irig-b signal of gps

Info

Publication number: KR20110042659A
Application number: KR1020090099434A
Authority: KR
Inventors: 정광균; 오규환; 백종목; 권대윤
Original assignee: 한국전력공사
Priority date: 2009-10-19
Filing date: 2009-10-19
Publication date: 2011-04-27
Also published as: KR101164312B1

Abstract

PURPOSE: An apparatus for stably generating 1 pulse per second synchronizing signal by using IRIG-b signal of GPS is provided to solve a problem that 1PPS does not exit by generating 1PPS signal using a IRIG-B signal. CONSTITUTION: In an apparatus for stably generating 1 pulse per second synchronizing signal by using IRIG-b signal of GPS, a filter unit(201) receives an IRIG-B signal from a satellite and filters it, and then it extract a time synchronization signal of a predetermined frequency. A 1PPS generating unit(202) analyzes the received time synchronization data and generates a pulse in the each specific area of the time synchronization data, and it generates synchronization and supplies a 1PPS synchronization signal to a time synchronization facility.

Description

1PS Synchronous Signal Generation Device Using JPIS IRI-G Signal {APPARATUS FOR GERATING 1 PULSE PER SECOND SYNCHRONIZING SIGNAL BY USING IRIG-B SIGNAL OF GPS}

본 발명은 시각 동기 제어가 필요한 시각 동기 설비에 1PPS(Pulse Per Second) 신호를 제공하는 시스템에 관한 것으로, 자세하게는 1PPS 신호 발생 장치의 고장, 1PPS 신호 발생 장치의 부존재, 및 1PPS 신호 발생 장치로부터 시각 동기 설비로의 신호 전달 고장 중 하나 이상으로 인한 문제점을 해결하기 위하여, GPS 신호중 일반적으로 수신 가능한 IRIG-B 타입의 신호를 이용하여 자체적으로 1PPS 신호를 생성하여 시각 동기 설비에 제공하는 기술에 관한 것이다.The present invention relates to a system for providing a 1PPS (Pulse Per Second) signal to a time synchronization facility requiring time synchronization control. Specifically, the present invention relates to a failure of the 1PPS signal generator, the absence of the 1PPS signal generator, and the time from the 1PPS signal generator. In order to solve the problems caused by one or more of the signal transmission failures to the synchronization equipment, the present invention relates to a technology for generating a 1PPS signal by itself using a IRIG-B type signal that is generally receivable among GPS signals and providing it to the visual synchronization equipment. .

전력 계통의 기술에 있어서 전력을 광역적으로 감시하기 위한 기술에 대한 연구가 활발하게 이루어지고 있다. 이러한 WAMS(Wide Area Monitoring System) 기술에 있어서, 전력을 광역적으로 감시하기 위해서는 시각적인 제어 기술이 필수적이며, 이러한 시각을 동기화시키는 기술이 핵심적인 문제로 대두되고 있다. 시각을 동기화시키는 시각 동기 신호는 동기위상 감시를 위한 PMU(Phasor Measurement Unit)에 있어서 반드시 필요한 신호원이다.In the technology of the electric power system, the research for the technique for monitoring electric power globally is actively performed. In such a wide area monitoring system (WAMS) technology, visual control technology is essential to monitor power in a wide range, and a technology for synchronizing these views has emerged as a key problem. The time synchronization signal for synchronizing the time is an essential signal source in the PMU (Phasor Measurement Unit) for synchronizing phase monitoring.

일반적으로 시각 동기 신호는 GPS 위성으로부터 공급받게 된다. GPS 위성으로부터 시각 동기용 신호인 1PPS(1 Pulse Per Second)를 수신하기 위해서는, GPS 수신장치가 GPS 위성으로부터 1PPS 의 TTL 신호 생성 명령을 수신하고, 명령에 근거하여 독자적인 신호 발생 장치를 통해 1PPS 신호를 생성하여 시각 동기 설비들에 공급하게 된다. 하지만 상기 언급한 바와 같이 시각 동기 설비의 증가로 인하여 시각 동기 신호 공급에 대한 수요가 증가했지만, 시각 동기 설비가 작동되는 현장에서 제공이 가능한 소스에는 한계가 있으며, 또한 1PPS 생성 장치로부터 시각 동기 설비까지의 1PPS 출력라인 또는 1PPS 신호 발생 시스템에 고장 등의 이상이 생겨 시각 동기 신호 송신에 지장을 줄 경우에는 대비책이 없는 것이 사실이다. 또한 현장에 따라서 1PPS 신호 출력이 없을 수도 있지만, 이에 대한 대책이 없어 결국 GPS 수신 장치 자체를 교체하거나 증설해야 할 필요가 있어, 비용적으로 문제가 되는 한계가 있다.In general, visual synchronization signals are supplied from GPS satellites. In order to receive 1PPS (1 Pulse Per Second), which is a time synchronization signal from the GPS satellites, the GPS receiver receives a 1PPS TTL signal generation command from the GPS satellites and generates a 1PPS signal through an independent signal generator based on the command. To generate and supply to the time synchronization facilities. However, as mentioned above, the demand for time synchronization signals has increased due to the increase in time synchronization facilities, but there are limitations on the sources that can be provided in the field where the time synchronization facilities are operated, and from 1PPS generation device to the time synchronization facilities. It is true that there is no countermeasure if there is a problem such as a failure in the 1PPS output line or the 1PPS signal generating system, which causes trouble in transmitting the time synchronization signal. In addition, there may be no 1PPS signal output depending on the site, but there is no countermeasure, so it is necessary to replace or expand the GPS receiver itself, which is a costly problem.

이에 따라서 1PPS 생성에 문제가 생길 경우 대체신호를 발생하는 발명이 종래 연구되어 왔다. 도 1은 종래 1PPS 출력 라인의 대체적으로 1PPS 신호를 생성하는 장치에 대한 대표적인 기술이다.Accordingly, the invention of generating a substitute signal when a problem occurs in the generation of 1PPS has been studied in the past. 1 is a representative technique for an apparatus for generating a generally 1PPS signal of a conventional 1PPS output line.

도 1을 참조하면, 종래의 1PPS 대체 신호 출력 장치는, GPS 수신기(101) 및 오실레이터(103)가 병렬로 정밀 클록 발생기(102)에 연결되어 있어, 정밀 클록 발생기(102)는 GPS 수신기(101)가 정확한 위치해를 구할 수 없어 1PPS 신호 발생이 어려울 때, 오실레이터(102)의 주파수를 분주하여 정밀 클록을 발생하고, GPS 수신기(101)의 1PPS 신호를 이용하여 보정한 뒤, 1PPS 신호마다 내부의 레지스터를 초 기화 함으로써 시각을 동기화 시키게 된다.Referring to FIG. 1, in the conventional 1PPS alternative signal output device, the GPS receiver 101 and the oscillator 103 are connected to the precision clock generator 102 in parallel, so that the precision clock generator 102 is the GPS receiver 101. When the 1PPS signal is difficult to be generated because it is difficult to determine the exact position, the frequency of the oscillator 102 is divided to generate a precision clock, and corrected using the 1PPS signal of the GPS receiver 101. By initializing the registers, the time is synchronized.

상기 기술은 1PPS 신호가 위치해를 구할 수 없어 이에 따른 시각 동기를 행할 수 없을 경우에 대체적인 1PPS 신호를 발생시키고, 이를 보정하여 정밀한 신호를 발생하기 위한 기술이다. 하지만, 종래의 기술은, 시각 동기 설비에 1PPS 신호를 전송하기 위한 출력 라인에 고장이 발생할 경우의 문제를 해결할 수 없으며, 또한 결국 독립적인 1PPS 신호 발생 장치를 이용하여 대체 신호를 발생한다는 점에서, 1PPS 신호 발생 장치 자체가 존재하지 않을 때의 문제를 해결할 수 없는 문제점이 지적되어 왔다.The above technique is a technique for generating a precise 1PPS signal by generating a 1PPS signal when the 1PPS signal cannot be located and thus performing time synchronization. However, the conventional technique cannot solve the problem of a failure in the output line for transmitting the 1PPS signal to the time synchronization equipment, and also generates an alternative signal using an independent 1PPS signal generator. It has been pointed out that a problem cannot be solved when the 1PPS signal generator itself does not exist.

상기 언급한 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 1PPS 신호 발생 장치 자체가 없는 경우, GPS 위성으로부터 1PPS 발생에 필요한 신호 발생 명령(또는 위치해)을 얻을 수 없는 등의 경우, 및 1PPS 신호 발생 장치로부터 시각 동기 설비 사이를 연결하는 1PPS 신호 출력 라인이 고장난 경우 등의 문제가 있을 시에도, GPS 수신 장치가 일반적으로 수신하는 시각 신호인 IRIG-B 타입의 신호를 이용하여 자체적으로 1PPS 신호를 발생시켜, 상기 언급한 문제점을 해결함에 있어서 구조적으로도 간단하게 해결할 수 있는 기술을 제공하는 데 그 목적이 있다.In order to solve the above-mentioned problems, the present invention provides a case in which a signal generation command (or location) necessary for 1PPS generation cannot be obtained from a GPS satellite, and when the 1PPS signal generation device itself is not present, and the time from the 1PPS signal generation device is used. Even when there is a problem such as a failure of the 1PPS signal output line connecting the synchronization equipment, the 1PPS signal is generated by itself using IRIG-B type signal, which is a visual signal generally received by the GPS receiver. The purpose of the present invention is to provide a technique that can be solved in a simple structure.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시 예에 따른 GPS IRIG-B 신호를 이용한 1PPS 동기신호 생성 장치는, GPS 위성으로부터 신호를 수신하는 GPS 수신장치의 IRIG-B 수신부로부터 수신한 IRIG-B 신호를 필터링 및 시분할 하여 소정 주파수의 IRIG-B 신호 데이터를 생성하는 신호 연산부와, 신호 연산부로부터 수신한 IRIG-B 신호 데이터의 소정 요소마다 신호를 생성하여 1PPS 신호를 생성하여 시각 동기 설비에 공급하는 1PPS 생성부를 포함한다. 신호 연산부와 1PPS 생성부는 회로적으로 IRIG-B 수신부와 시각 동기 설비 사이에, IRIG-B 신호의 필터링을 위한 브릿지 회로가 존재하며, IRIG-B 신호를 시분할하여 소정 주파수의 IRIG-B 신호 데이터를 생성하고, IRIG-B 신호 데이터의 소정 요소마다 신호를 생성하는 마이크로 프로세서로 구성될 수 있다.In order to achieve the above object, the 1PPS synchronization signal generating apparatus using a GPS IRIG-B signal according to an embodiment of the present invention, the IRIG-B signal received from the IRIG-B receiver of the GPS receiver for receiving a signal from a GPS satellite 1PPS to generate and supply a 1PPS signal for each predetermined element of IRIG-B signal data received from the signal computing unit by filtering and time-division to generate IRIG-B signal data of a predetermined frequency. It includes a generation unit. The signal calculating unit and the 1PPS generating unit have a bridge circuit for filtering the IRIG-B signal between the IRIG-B receiving unit and the time synchronization device. The IRIG-B signal data of the predetermined frequency can be divided by time division of the IRIG-B signal. And a microprocessor for generating a signal for every predetermined element of IRIG-B signal data.

본 발명의 실시 예에 따른 GPS IRIG-B 신호를 이용한 1PPS 동기신호 생성 장치에 의하면, 상기 언급한 1PPS 신호 발생 장치 자체가 없는 경우, GPS 위성으로부터 1PPS 발생에 필요한 신호 발생 명령(또는 위치해)을 얻을 수 없는 등의 경우, 및 1PPS 신호 발생 장치로부터 시각 동기 설비 사이를 연결하는 1PPS 신호 출력 라인이 고장난 경우 등의 문제가 발생하더라도 1PPS 신호를 안정적으로 발생할 수 있는 효과가 있으며, 궁극적으로는 1PPS 신호 발생 장치를 추가적으로 구비하지 않고 GPS의 IRIG-B 타입 신호만으로 1PPS 신호를 발생시켜, 1PPS 신호 발생 장치 구비에 드는 경제적인 문제 또한 해결할 수 있는 효과가 있다.According to the apparatus for generating a 1PPS synchronization signal using the GPS IRIG-B signal according to an embodiment of the present invention, in the absence of the above-mentioned 1PPS signal generator itself, a signal generation command (or location) necessary for generating 1PPS is obtained from a GPS satellite. Even if there is a problem such as failure or failure of the 1PPS signal output line connecting the 1PPS signal generator from the 1PPS signal generator, the 1PPS signal can be stably generated. By providing a 1PPS signal using only the IRIG-B type signal of GPS without additional devices, there is an effect that can solve the economic problem of having a 1PPS signal generator.

이하 도 1을 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 GPS IRIG-B 신호를 이용한 1PPS 동기신호 생성 장치에 대해서 설명하기로 한다.Hereinafter, an apparatus for generating 1PPS synchronization signal using a GPS IRIG-B signal according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 1.

도 1을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 GPS IRIG-B 신호를 이용한 1PPS 동기신호 생성 장치에는 먼저 필터링부(201)가 포함된다. GPS 수신장치(204)가 GPS 위성으로부터 GPS 정보를 수신하고 난 뒤, IRIG-B 신호를 수신하는 IRIG-B 수신부(200)에 GPS 정보 중 IRIG-B 신호를 전달하게 되고, IRIG-B 수신부(200)는 수신한 IRIG-B 신호를 필터링부(201)에 송신하게 된다. 필터링부(201)는 IRIG-BTLS호에 포함된 시각 동기화 데이터를 추출하기 위해 IRIG-B 신호를 필터링하게 되며, 디지털 또는 아날로그로 이루어진 IRIG-B 신호를 선택적으로 필터링하는 기능도 포함한다.Referring to FIG. 1, a filtering unit 201 is first included in an apparatus for generating a 1PPS synchronization signal using a GPS IRIG-B signal according to an embodiment of the present invention. After the GPS receiver 204 receives GPS information from the GPS satellites, the GPS receiver 204 transmits the IRIG-B signal among the GPS information to the IRIG-B receiver 200 that receives the IRIG-B signal, and the IRIG-B receiver ( 200 transmits the received IRIG-B signal to the filtering unit 201. The filtering unit 201 filters the IRIG-B signal to extract visual synchronization data included in the IRIG-BTLS call, and also includes a function of selectively filtering the IRIG-B signal made of digital or analog.

GPS 위성에서 GPS 수신장치(204)에 전달하게 되는 IRIG-B 신호는, GPS 정보 중 시각 동기화에 필요한 데이터를 포함한 신호로서, GPS 정보를 수신할 시에 시간 정보를 수신하기 위해서 기본적으로 수신되는 신호 중 하나이다. IRIG-B 신호에는 시간 정보 포맷으로서의 소정개수(예를 들어 1개)의 문자, 및 IRIG-B 신호 속성을 나타내는 소정개수(예를 들어 3개)의 숫자를 포함하며, IRIG-B 신호는 IRIG 타입의 시간정보 신호중 시간정보 포맷이 B로 정의된 코드 포맷을 의미한다. GPS 수신장치(204)와 연결된 IRIG-B 수신부(200)는 IRIG-B 신호를 GPS 정보로부터 추출하여 수신하는 기능을 하는 장치이며, 소정 주파수의 데이터를 포함하게 되는데, 본 발명의 실시 예에서는 1kHz의 데이터가 각각 10ms의 분기를 가지고 총 100개의 데이터량을 가지게 된다. 100개의 데이터는 각각 년/월/일/시/분/초 등의 데이터를 포함하고 있으며, IRIG-B 신호는 각 표준에 따라서 데이터의 종류 및 양의 차이가 있을 수 있다. 또한 100개의 데이터의 시작점을 레퍼런스(Reference)로 정의하게 된다. 또한 IRIG-B 신호는 아날로그 또는 디지털 신호가 될 수 있는데 아날로그 신호로서 대표적인 포맷은 IRIG-B120이 포함되며, 디지털 신호로서 대표적인 포맷은 OROG-B000이 포함된다.The IRIG-B signal transmitted from the GPS satellites to the GPS receiver 204 is a signal including data necessary for time synchronization among GPS information, and is basically a signal received to receive time information upon receiving GPS information. Is one of. The IRIG-B signal includes a predetermined number (for example, one character) as a time information format, and a predetermined number (for example, three numbers) representing an IRIG-B signal attribute, and the IRIG-B signal is an IRIG. The time information format of the type time information signal means a code format defined by B. The IRIG-B receiver 200 connected to the GPS receiver 204 is a device that extracts and receives an IRIG-B signal from GPS information and includes data of a predetermined frequency, in the embodiment of the present invention. The data of each have a branch of 10ms and have a total of 100 data. Each of the 100 data includes data such as year / month / day / hour / minute / second, and the IRIG-B signal may have a difference in type and amount of data according to each standard. In addition, the starting point of 100 data is defined as a reference. In addition, the IRIG-B signal may be an analog or digital signal. The representative format of the analog signal includes IRIG-B120, and the representative format of the digital signal includes OROG-B000.

상기 언급한 IRIG-B 신호를 수신한 필터링부(201)는, 상기 언급한 소정 주파수의 IRIG-B 신호 중의 시각 동기화 데이터를 추출하기 위하여, 소정 주파수의 필터링 회로를 사용하여 시각 동기화 데이터를 획득한다. 본 발명의 실시 예에서는 1kHz의 데이터를 사용하고 있으므로, 필터링부(201) 역시 1kHz의 데이터만을 추출할 수 있도록 설계되어야 할 것이다. 필터링부(201)를 통과한 IRIG-B 신호는 레퍼 런스를 포함한 시각 동기화 데이터로서 1PPS 신호를 생성하는 1PPS 생성부(202)에 공급되게 된다. 본 발명의 실시 예에서 필터링부(201)는 또한 IRIG-B 신호는 아날로그 또는 디지털 신호일 수 있기 때문에, 아날로그 신호 또는 디지털 신호를 필터링 하기 위한 기능도 포함해야 한다. 상기 기능을 수행하게 위하여, 필터링부(201)는 간단한 브릿지 회로로 구성될 수 있으며, 옵토커플러(Opto-Coupler)를 포함할 수 있다.The filtering unit 201 receiving the above-mentioned IRIG-B signal obtains the time synchronization data by using the filtering circuit of the predetermined frequency in order to extract the time synchronization data in the above-mentioned IRIG-B signal of the predetermined frequency. . Since an embodiment of the present invention uses 1 kHz of data, the filtering unit 201 should also be designed to extract only 1 kHz of data. The IRIG-B signal passing through the filtering unit 201 is supplied to the 1PPS generating unit 202 generating 1PPS signal as time synchronization data including a reference. In an embodiment of the present invention, the filtering unit 201 may also include a function for filtering an analog signal or a digital signal since the IRIG-B signal may be an analog or digital signal. In order to perform the above function, the filtering unit 201 may be configured as a simple bridge circuit, and may include an opto-coupler.

1PPS 생성부(202)는 필터링부(201)로부터 추출된 시각 동기화 데이터(IRIG-B 신호 중의 시간 정보 데이터를 의미한다.)를 수신하고 이에 근거하여 1PPS 신호를 생성하게 된다. 본 발명의 실시 예에서 1PPS 신호를 발생하는 시점은 시각 동기화 데이터 중의 레퍼런스 신호의 시작점이 된다. 필터링부(201) 및 1PPS 생성부(202)가 시각 동기화 데이터를 이용하여 1PPS 신호를 발생하는 방식에 대한 타임테이블이 도 3 및 도 4에 도시되어 있다.The 1PPS generation unit 202 receives the time synchronization data (meaning time information data in the IRIG-B signal) extracted from the filtering unit 201 and generates a 1PPS signal based on this. In an embodiment of the present invention, the time point at which the 1PPS signal is generated becomes the start point of the reference signal in the time synchronization data. 3 and 4 illustrate a time table for a method in which the filtering unit 201 and the 1PPS generating unit 202 generate a 1PPS signal using the time synchronization data.

먼저 도 3을 참조하면, 1kHz의 주파수를 가지는 IRIG-B 표준의 신호(300)는 필터링부에 의해 1kHz의 주파수를 가지는 시각 동기화 데이터로 추출되기 전에, IRIG-B 신호(300)로서의 파형을 가지고 있는 것을 볼 수 있다. 원래 1PPS 신호를 발생하는 장치인 1PPS 수신부(203)는 GPS 수신장치(204)에서 GPS 신호 중 1PPS 신호에 대한 발생 명령을 수신하여 1PPS 신호를 생성하게 되는데, 1PPS 수신부(203)의 1PPS 신호 발생 시점은 IRIG-B 신호(300)의 레퍼런스부분(303a, 303b)으로 정의되어 있다. 따라서 본 발명의 실시 예에 따른 IRIG-B 신호를 이용한 1PPS 생정장치에서 역시 상기 303a, 303b 부분에서 생성되도록 제어하게 된다. 도 3은 개략적으 로 본 발명의 실시 예에서 1PPS 신호 발생 시점을 개략적으로 도시한 것으로, 1PPS 생성부(202)에서의 자세한 신호의 변환 및 1PPS 신호 발생 흐름에 대해서는 도 4를 이용하여 설명하기로 한다.First, referring to FIG. 3, a signal of the IRIG-B standard 300 having a frequency of 1 kHz has a waveform as the IRIG-B signal 300 before being extracted by the filtering unit into time synchronization data having a frequency of 1 kHz. You can see it. The 1PPS receiver 203, which is a device that originally generates a 1PPS signal, generates a 1PPS signal by receiving a generation command for the 1PPS signal among the GPS signals from the GPS receiver 204. The 1PPS signal generation point of the 1PPS receiver 203 is generated. Is defined as the reference portions 303a and 303b of the IRIG-B signal 300. Therefore, in the 1PPS generation device using the IRIG-B signal according to an embodiment of the present invention, it is controlled to be generated in the portions 303a and 303b. FIG. 3 schematically illustrates a time point of generating a 1PPS signal in an embodiment of the present invention. A detailed signal conversion and 1PPS signal generation flow in the 1PPS generator 202 will be described with reference to FIG. 4. do.

도 4를 참조하면, 먼저 IRIG-B 신호(402, 403)는 디지털 또는 아날로그 신호일 수 있기 때문에, 본 발명의 실시 예에서는 만약 IRIG-B 신호가 예를 들어 IRIG-B120 포맷이 되어 아날로그 신호(403)가 될 경우에, 이를 디지털 신호(402)로 변환하는 기능을 하는 판별회로를 추가적으로 포함할 수 있다. 따라서, IRIG-B000 신호와 같은 디지털 신호(402)인 경우에는 상기 판별회로를 통과하지 않아도 되나, IRIG-B120 신호와 같은 아날로그 신호(403)인 경우에는, 1PPS 생성부(202)에서 시각 동기화 데이터가 분석되기 전에 필터링부(201) 또는 1PPS 생성부(202)에서 상기 판별 회로를 통과하여 디지털 신호(402)로 변환되어야 할 것이다.Referring to FIG. 4, first, since the IRIG-B signals 402 and 403 may be digital or analog signals, in the embodiment of the present invention, if the IRIG-B signal is in the IRIG-B120 format, for example, the analog signal 403 In the case of), it may further include a discrimination circuit which converts the signal into a digital signal 402. Therefore, in the case of the digital signal 402 such as the IRIG-B000 signal, it is not necessary to pass through the discrimination circuit, but in the case of the analog signal 403 such as the IRIG-B120 signal, the time synchronization data is generated by the 1PPS generation unit 202. The filter 201 or the 1PPS generator 202 must be converted into the digital signal 402 by passing through the determination circuit before is analyzed.

IRIG-B000 신호 또는 디지털 신호로 변환된 IRIG-B120 신호인 IRIG-B 신호(402, 403)는 1kHz의 주파수를 가지는 필터링부(201)의 신호(404)에 의해 필터링 및 분석되어, 이진법 데이터(0 또는 1)를 가지는 IRIG-B 신호 중 추출된 시각 동기화 데이터(405)로 변환된다. 405 신호 및 402 신호를 살펴보면, 각 데이터별로 다른 100개의 데이터가 10ms의 간격으로 분포되어 있다. 405 신호를 참조하면 레퍼런스 데이터는 1 8개와 0 두개로 이루어진 데이터가 되며, IRIG ZERO(IRIG 신호 체계에서 0을 나타내는 데이터)는 1 두개와 0 8개로 이루어진 데이터가 된다. 마지막으로, IRIG ONE(IRIG 신호 체계에서 1을 나타내는 데이터)는 1 5개와 0 5개로 이루어진 데이터이다. 레퍼런스 데이터는 두개가 연이어서 나올 수 있게 되고, 레퍼런 스 데이터가 통과하게 되면, 시간 정보를 포함하는 시각 동기화 데이터가 분석되게 되는 것이다.The IRIG-B000 signals 402 and 403, which are IRIG-B000 signals or IRIG-B120 signals converted to digital signals, are filtered and analyzed by the signal 404 of the filtering unit 201 having a frequency of 1 kHz. The extracted time synchronization data 405 is converted into IRIG-B signals having 0 or 1). Looking at the 405 and 402 signals, 100 different data are distributed at intervals of 10 ms for each data. Referring to the 405 signal, the reference data is data consisting of 1 8 and 0, and the IRIG ZERO (data representing 0 in the IRIG signal system) is data consisting of 1 and 0 8. Finally, the IRIG ONE (data representing 1 in the IRIG signaling system) consists of 1 5 and 0 5 data. Two reference data can be obtained in succession, and when reference data passes, time synchronization data including time information is analyzed.

따라서 1PPS 생성부(202)는, 상기 필터링 및 분석된 IRIG-B 신호 중의 시각 동기화 데이터(405)를 분석하여 1PPS 신호를 생성하게 되는데, 상기 언급한 바와 같이 레퍼런스 데이터의 시작점에서 신호를 발생하게 된다. 시각 동기화 데이터(405)는 각각 100개의 데이터가 10ms의 간격을 가지고 있기 때문에, 각 레퍼런스 데이터의 시작점에서 신호를 발생하게 되면 1kHz의 시각 동기화 데이터에서는 1초마다 한번의 펄스(신호)가 생성하게 되는 것이다. 따라서 1PPS 생성부에서는 레퍼런스 데이터를 분석하고, 첫 번째 레퍼런스 데이터가 종료되고 두 번째 레퍼런스 데이터가 시작되는 시점(400)에 펄스를 발생하도록 제어를 하게 된다. 이를 통해서 1PPS 신호가 생성되며, 이러한 신호가 시각 동기 설비(205)에 제공되게 되는 것이다.Accordingly, the 1PPS generation unit 202 analyzes the time synchronization data 405 of the filtered and analyzed IRIG-B signal to generate a 1PPS signal. As described above, the 1PPS generation unit 202 generates a signal at a starting point of the reference data. . Since 100 pieces of data each have a 10 ms interval, the time synchronization data 405 generates a pulse at a starting point of each reference data, and a pulse (signal) is generated every second in the 1 kHz time synchronization data. will be. Therefore, the 1PPS generator analyzes the reference data and controls to generate a pulse at the time point 400 at which the first reference data ends and the second reference data starts. This generates a 1PPS signal, which is then provided to the visual synchronization facility 205.

1PPS 생성부(202)는 본 발명의 실시 예에서 하나의 마이크로 프로세서로 구성되어 있을 수 있다. 본 발명의 일 실시 예에서는 AT89C2051 프로세서를 사용하여 시각 동기화 데이터를 분석항 1PPS 신호를 생성하는 1PPS 생성부(202)의 기능을 수행하고 있다. 상기 언급한 필터링부(201) 및 1PPS 생성부(202)에 대한 하드웨어적인 구성 예가 도 5에 도시되어 있다.The 1PPS generator 202 may be configured as one microprocessor in the embodiment of the present invention. According to an embodiment of the present invention, the AT89C2051 processor performs the function of the 1PPS generator 202 for generating the 1PPS signal for analyzing the time synchronization data. An example of hardware configuration of the above-described filtering unit 201 and 1PPS generation unit 202 is shown in FIG. 5.

도 5를 참조하면, IRIG-B 수신부(200) 및 시각 동기 설비(205) 사이에 연결된 1PPS 생성 장치가 도시되어 있으며, 먼저 필터링부(201)의 역할을 하는 브릿지 회로(옵토커플러를 포함하는)(501)가 도시되어 있다. 인버터회로(502)는 상기 언급 한 프로세서(503)에 IRIG-B 수신부(200) 및 브릿지회로(501)를 통과한 신호를 프로세서(503)의 처리 방식에 맞도록 반전시키기 위하여 설치된 것으로서, IRIG-B 수신부(200), 브릿지회로(501) 및 프로세서(503)의 종류에 따라서 설치되지 않을 수도 있을 것이다.Referring to FIG. 5, there is shown a 1PPS generating device connected between an IRIG-B receiving unit 200 and a time synchronization device 205, first of which a bridge circuit (including an optocoupler) serving as the filtering unit 201. 501 is shown. The inverter circuit 502 is installed in the above-described processor 503 to invert the signal passing through the IRIG-B receiving unit 200 and the bridge circuit 501 to match the processing method of the processor 503. Depending on the type of the B receiver 200, the bridge circuit 501 and the processor 503 may not be installed.

본 발명의 실시 예에서는 상기 언급한 바와 같이 AT89C2051 프로세서(503)를 사용하고 있으며, AT89C2051 프로세서(503)는 간단한 신호연산 및 데이터 입/출력 기능을 위한 소프트웨어를 탑재하고 있다. 타이머로서는 11.0592MHz의 신호를 프로세서의 XTAL 포트를 이용하여 사용하고 있다. AT89C2051 프로세서(503)에 의해 생성된 1PPS 신호는 5V 레벨의 전압 파형을 가지는 신호이며, 상승 에지(Edge)가 신호의 시작점이며 시각 동기의 기준이 된다.In the embodiment of the present invention, as mentioned above, the AT89C2051 processor 503 is used, and the AT89C2051 processor 503 is equipped with software for simple signal operation and data input / output functions. As a timer, a signal of 11.0592 MHz is used through the processor's XTAL port. The 1PPS signal generated by the AT89C2051 processor 503 is a signal having a voltage waveform of 5V level, and the rising edge Edge is a start point of the signal and serves as a reference for time synchronization.

본 발명의 실시 예에서는 GPS IRIG-B 신호를 이용한 1PPS 동기신호 생성 장치만을 언급하고 있지만, 상기 언급한 바와 같이 1PPS 수신부(203)에서도 별도로 1PPS 동기 신호를 생성하여 시각 동기 설비(205)에 공급할 수 있다. 따라서, 1PPS 수신부(203)가 존재하지 않을 때는 오로지 1PPS 생성부(202)와 시각 동기 설비(205) 사이의 출력 라인에 의해서만 1PPS 동기 신호가 공급되겠지만, 1PPS 수신부(203)가 존재할 때는 1PPS 수신부(203)에 의한 1PPS 동기 신호가 시각 동기 설비(205)에 우선적으로 공급되게 된다. 따라서, 1PPS 생성부(202)에서는 1PPS 수신부(203)가 GPS 위성으로부터 1PPS 신호 발생 명령을 받아서 시각 동기 설비(205)에 1PPS 동기신호를 공급하는 전체적인 과정에 있어서 고장이 발생할 때 대체적으로 자체적으로 1PPS 신호를 생성하고 공급하는 기능을 수행하게 된다. In the embodiment of the present invention, only the 1PPS synchronization signal generating apparatus using the GPS IRIG-B signal is mentioned. However, as mentioned above, the 1PPS receiving unit 203 may generate and supply the 1PPS synchronization signal separately to the time synchronization device 205. have. Therefore, when the 1PPS receiver 203 is not present, only the 1PPS synchronization signal is supplied by the output line between the 1PPS generator 202 and the time synchronization device 205, but when the 1PPS receiver 203 is present, the 1PPS receiver ( The 1PPS synchronization signal by 203 is preferentially supplied to the time synchronization facility 205. Accordingly, the 1PPS generating unit 202 generally receives 1PPS signal generation command from the GPS satellites, and thus, 1PPS generally occurs when a failure occurs in the overall process of supplying the 1PPS synchronization signal to the time synchronization facility 205. It is responsible for generating and supplying signals.

상기 언급한 종래 기술에서는 대체적인 1PPS 신호 역시 1PPS 신호에 의해서 이중적으로 신호를 발생시켜 공급하는 대신 본 발명의 실시 예에 따른 GPS IRIG-B 신호를 이용한 1PPS 동기신호 생성 장치는 1PPS 신호를 발생하는 장치가 존재하지 않을때 이외에도, 1PPS 신호 생성 명령을 GPS 신호로부터 수신하지 못하는 경우 또는 1PPS 수신부(203)에서 시각 동기 설비(205)까지의 출력 라인에 고장이 생길 경우에도, 기본적으로 IRIG-B 데이터를 송신하는 출력 라인에서 1PPS 동기 신호를 생성하여 공급할 수 있는 효과를 얻을 수 있는 것이다. 따라서, 본 발명의 실시 예에서 1PPS 생성부(202)는, 1PPS 수신부(203)가 존재하지 않는 경우, 1PPS 수신부(203)가 GPS 위성에서의 명령 수신 불가능 등으로 인하여 1PPS 신호를 발생하지 못하는 경우, 1PPS 수신부 자체의 고장(203)의 경우, 및 1PPS 수신부(203)에서 시각 동기 설비(205)로의 출력 라인의 고장의 경우 중 하나 이상의 문제가 발생 하였을 때 비로소 IRIG-B 신호를 이용하여 1PPS 동기신호를 발생하는 기능을 수행할 수 있을 것이다.In the above-mentioned prior art, a 1PPS synchronization signal generating device using a GPS IRIG-B signal according to an embodiment of the present invention is an apparatus that generates a 1PPS signal instead of generating and supplying a dual 1PPS signal by a 1PPS signal. In addition, when the 1PPS signal generation command is not received from the GPS signal, or when a failure occurs in the output line from the 1PPS receiver 203 to the time synchronization device 205, IRIG-B data is basically applied. The effect of generating and supplying a 1PPS synchronization signal at the transmitting output line can be obtained. Therefore, in the embodiment of the present invention, when the 1PPS receiver 203 does not exist, the 1PPS receiver 203 does not generate a 1PPS signal due to the impossibility of receiving a command from a GPS satellite. 1PPS synchronization using the IRIG-B signal only when one or more problems occur in the case of a failure 203 of the 1PPS receiver itself or in the case of a failure of the output line from the 1PPS receiver 203 to the time synchronization device 205. It may be able to perform the function of generating a signal.

상기 언급한 본 발명의 실시예는 GPS IRIG-B 신호를 이용한 1PPS 동기신호 생성 장치에 대해서 설명적인 용도로만 사용되어야 할 것이며, 본 발명의 특허청구범위를 제한해서는 안 될 것이다. 또한, 상기 언급한 실시 예 이외에도, 본 발명과 동일한 기능을 가지는 균등한 발명 역시 본 발명의 권리 범위에 포함되는 것은 자명할 것이다.The above-described embodiment of the present invention should be used only for descriptive purposes for the 1PPS synchronization signal generating apparatus using the GPS IRIG-B signal, and the claims of the present invention should not be limited. In addition, in addition to the above-described embodiment, it will be apparent that the equivalent invention having the same function as the present invention is included in the scope of the present invention.

도 1은 종래의 1PPS 동기신호의 대체신호 생성 장치의 개략적인 장치도이다.1 is a schematic diagram of a conventional apparatus for generating a substitute signal for a 1PPS synchronization signal.

도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 GPS IRIG-B 신호를 이용한 1PPS 동기신호 생성 장치의 개략적인 장치도이다.2 is a schematic diagram of an apparatus for generating a 1PPS synchronization signal using GPS IRIG-B signals according to an embodiment of the present invention.

도 3은 본 발명의 실시 예에서의 IRIG-B 신호 파형과 1PPS 신호 사이의 연관 관계를 개략적으로 도시한 것이다.FIG. 3 schematically illustrates an association between an IRIG-B signal waveform and a 1PPS signal in an embodiment of the present invention.

도 4는 본 발명의 실시 예에서의 필터링부 및 1PPS 생성부에서의 신호 및 데이터의 변환 과정 및 수행 기능에 따른 흐름을 도시한 것이다.FIG. 4 is a flowchart illustrating a signal conversion process and a function of converting a signal and data in a filtering unit and a 1PPS generator according to an exemplary embodiment of the present invention.

도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 GPS IRIG-B 신호를 이용한 1PPS 동기신호 생성 장치의 실제 하드웨어적인 구성 예에 대해서 도시한 것이다.5 is a diagram illustrating an actual hardware configuration example of an apparatus for generating 1PPS synchronization signal using GPS IRIG-B signals according to an embodiment of the present invention.

Claims

In the 1PPS synchronization signal generating apparatus using a GPS IRIG-B signal that receives IRIG-B from a GPS satellite and generates and transmits 1PPS (Pulse Per Second) signal based on the received IRIG-B signal,

The 1PPS synchronization signal generating device using the GPS IRIG-B signal,

A filtering unit for receiving IRIG-B signals from GPS satellites and filtering the received IRIG-B signals to extract visual synchronization data of a predetermined frequency;

GPS IRIG, comprising: a 1PPS generator configured to analyze the time synchronization data received from the filtering unit, generate a pulse for each predetermined element of the time synchronization data, and generate a 1PPS synchronization signal, and supply the generated 1PPS synchronization signal to a visual synchronization facility. 1PPS synchronization signal generator using -B signal.

The method according to claim 1,

If the IRIG-B signal is an analog signal, further comprising a discrimination circuit for converting the analog signal into a digital signal, 1PPS synchronization signal generating apparatus using a GPS IRIG-B signal.

The method according to claim 1,

And a predetermined frequency is 1 kHz. 1PPS synchronization signal generating device using GPS IRIG-B signal.

The method according to claim 1,

And a predetermined element is a reference element among time synchronization data elements.

The method according to claim 1,

A 1PPS synchronization signal generating device using a GPS IRIG-B signal, further comprising a 1PPS receiving unit connected between the GPS satellites and the time synchronization device to generate a 1PPS synchronization signal according to a signal generation command received from the GPS satellites.

The apparatus of claim 5, wherein the 1PPS synchronization signal generator using the IRIG-B signal includes:

And a function of generating a 1PPS synchronization signal when the 1PPS receiver fails to receive a 1PPS synchronization signal generation command from a GPS receiver.

The 1PPS synchronization signal generating device using a GPS IRIG-B signal further comprises a function for generating a 1PPS synchronization signal when a failure occurs in the connection between the 1PPS receiver and the time synchronization device.

The method of claim 1, wherein the filtering unit,

A bridge circuit for selectively filtering analog signals and digital pulse waveforms, comprising an opto-coupler, and a 1PPS synchronization signal generator using a GPS IRIG-B signal.