0 引　言

随着水声传感器技术和网络通信技术的飞速发展，舰船综合噪声测试系统数字化、网络化的时代已经到来。这一方面为各控制系统和信息采集系统之间的数据交换、同步分析提供了更好的平台；另一方面对各种实时数据和历史数据时间标签的准确获取提出了更严格的要求。

使用GPS等授时设备作为系统统一时间服务的方法已成为当前舰船噪声测试的标准做法^[1]。授时设备以卫星授时为基础，首先从卫星上获取标准的时间信息，然后将这些信息经过处理再通过各种接口传输给测试系统中需要时间信息的设备（采集设备、同步发射设备）。由授时设备输出的秒脉冲信号和IRIG-B码是舰船噪声测试中同步采集、导航测距等系统正常运行工作的关键。

当前的IRIG-B解码器设计大多采用FPGA等芯片设计制作硬件解码电路的方法^{[2 – 6]}，但使用FPGA设计的解码器存在设计制作成本高、配置灵活性低等缺点。随着现代虚拟仪器技术的快速发展，采用LabVIEW开发设计模块化通用仪器系统逐渐成为趋势^[7]。虚拟仪器利用计算机固有的丰富的软、硬件资源，可以大大突破传统仪器设备在数据分析、处理、表达、传递和存储的限制。使用LabVIEW开发的数据监测系统具有开发周期短、配置灵活性高、数据显示手段丰富等特点。本文提出了一种基于LabVIEW的IRIG-B码采集与解析方法，该方法简单高效、经济实用。

1 IRIG-B码

IRIG（Inter Range Instrumentation Group）是美国靶场司令委员会的下属机构，其职责是负责靶场间的信息交换。其制定的IRIG标准，已成为国际上通用的时间传输标准。

IRIG-B码是每秒一帧的串行时间码，码速率为100 bit/m，可传递100位信息，携带丰富的编码信息；具有串行格式，传输相对比较简单，也适合实际的使用习惯。IRIG-B码由3种基本的码字组成，分别是位置标示“P”、逻辑信息“1”和逻辑信息“0”。IRIG-B码的信息采用脉宽调制的方法来表示，每个码字宽为10 ms。有时为了便于传输，可用标准正弦波载频进行幅度调制，IRIG-B码的标准正弦波载频频率为1 kHz。基本码字波形如图1所示。

在IRIG-B码中，为了便于传输和获取时间信息，每10个码字中有一个位置识别标志P码，分别为P0，P1，P2，…，P9。参考标志由P0码和相邻的参考码字PR组成，PR的前沿即该帧B码的准秒时刻。B码中表示时间信息的码字共有30个，分别表示秒、分、时、天和年，采用BCD码编码^[3]，表示方式采用低位在前、高位在后的方式。

2 LabVIEW采集解析方案

设计的主要模块包括：触发采集模块、识别模块、解析模块和数据显示存储模块。程序总体设计框图如图2所示。下面对各部分功能具体介绍。

2.1 触发采集模块

所谓触发，就是指先按照需求设置一定的触发条件，当输入的波形流中的某一个波形满足这一条件时，数据采集系统即开始实时捕获该波形和其相邻部分，然后处理并显示在屏幕上。这里采用硬件触发的方式控制多通道并行采集器获取IRIG-B码，大大提高程序的定时精度和控制功能，有效减小软件开销，提高数据处理速度^{[8 – 10]}。具体的程序框图如图3所示。

2.2 识别模块

每帧IRIG-B码中包括由位置标示“P”、逻辑信息“1”和逻辑信息“0”组成的日期、时、分、秒时间和控制信息。识别模块完成对IRIG-B码的识别任务，即将采集到的每帧IRIG-B码输入到比较判别子程序中，根据每点处高/低电平及与门限的比较结果确定该点代表的信息，最终将脉宽不同的高低电平信号还原成一组由0，1构成的编码信息，图4给出了具体的实现过程。

2.3 解析模块

该模块将0，1构成的数字流信息根据其位置和权值进行运算得到以秒为单位的时间信息。解析模块程序框图如图5所示。

2.4 数据显示存储模块

软件前面板实时显示秒脉冲信号、IRIG-B信号以及解算出的时间信息。为满足实时解算要求及后续处理分析需要，将高采样频率采集的原始信号存储为二进制文件；将解析出来的时间信息存储为电子表格文件。

3 实验验证

利用自主研发的GPS授时仪作为被测目标，GPS输出IRIG-B码具有交流码和直流码2种形式。采用多通道并行采集卡获取IRIG-B码信号，在LabVIEW平台编写测试程序。

采集到的秒脉冲和IRIG-B码信号如图6和图7所示，解析出的时间与系统时间比较，结果表明程序运行稳定可靠，时间解码正确可信。

4 结　语

本文给出了一种基于LabVIEW平台的授时设备IRIG-B码采集解析方法，实现了实时信号监测、时间解析的功能。试验结果表明，该方法能够有效解决IRIG-B码实时采集解析问题，对授时设备的开发设计、工作状态监测、信号质量评估等具有一定的实用价值。此外，由LabVIEW开发的数据采集处理程序可以作为子程序方便的集成于舰船噪声测试分析系统中。