輕武器靶道分布式全彈道測試的高精度時鐘同步

王存糧, 鄭 賓, 黃子遙, 杜瑩康

(1.中北大學 電氣與控制工程學院, 山西 太原 030051; 2.瞬態沖擊技術重點實驗室, 北京 102202)

0 引 言

在輕武器靶道的分布式全彈道測試過程中, 基于IEEE1588協議[1]的高精度時鐘同步技術為其提供了統一的時間基準, 用于協調各節點處相應設備與儀器的正常工作與精準觸發。由于測試目標速度快, 靶道分布式系統節點較多且各節點處連接的設備較多, 如果時鐘同步的精度不夠或穩定性較差, 會導致結果誤差偏大甚至錯誤等情況。

對于如何獲得高精度的穩定同步時鐘, 國內外學者做了許多研究。何一航基于DP83640研制了一種納秒級高精度時鐘[2]; 黃子遙等實現了輕武器靶道分布式網絡測試下的精準對時設計[3]; 盧軍雄等運用遺傳算法與PID原理, 在主從時鐘偏差100 μs的情況下有效地將同步精度控制在1 μs以內[4]; 程鐵棟等通過滑模控制等方法也將同步精度控制在了1 μs以內[5]。

本文在分析IEEE1588對時原理的基礎上, 通過采用限幅平均濾波方法, 以及應用溫補晶振、透明時鐘和帶PTP協議交換機, 實現了輕武器靶道分布式系統的高精度時鐘對時。

1 設計原理

1.1 總體設計思路

以國內某靶場為例, 針對其內彈道、外彈道、終點彈道的測試任務, 要實現各彈道節點間測試儀器的精準觸發, 各測試設備間需要一套統一的高精度時間基準體系。

對于該靶場而言, 設備節點較多, 各節點間的通信距離較遠(長達幾百米), 很小的誤差就容易導致較大的對時結果偏差。……