卫星时间同步装置功能应用

卫星时间同步装置功能应用

概念

所谓系统中各时钟的同步，并不要求各时钟完全与统一标准时钟对齐。只要求知道各时钟与系统标准时钟在比对时刻的钟差以及比对后它相对标准钟的漂移修正参数即可，勿须拨钟。只有当该钟积累钟差较大时才作跳步或闰秒处理。因为要在比对时刻把两钟“钟面时间对齐，一则需要有精密的相位微步调节器会调节时钟用动源的相位，另外，各种驱动源的漂移规律也各不相同，即使在两种比对时刻时钟完全对齐，比对后也会产生误差，仍需要观测被比对时钟驱动源相对标准钟的漂移规律，故一般不这样做。在导航系统用户设备中。除授时型接收机在定位后需要调整1PPS信号前沿出现时刻外（它要求输出秒信号的时刻与标推时钟秒信号出现时刻一致），一般可用数学方法扣除钟差。时间同步的另一种方法是用无线电波传播时间信息。即利用无线电波来传递时间标准．然后由授时型接收机恢复时号与本地钟相应时号比对，扣除它在传播路径上的时延及各种误差因素的影响，实现钟的同步。随着对时钟同步精度要求的不断提高，用无线电波授时的方法，开始用短波授时（ms级精度），由于短波传播路径受电离层变化的影响，天波有一次和多次天波，地波传播距离近，使授时精度仅能达到ms级。后来发展到用超长波即用奥米伽台授时，其授时精度约10μs左右，后来又用长波即用罗兰C台链兼顾授时，其授时精度可达到μs，即使罗兰C台链组网也难于做到全球覆盖。后来又发展到用卫星钟作搬钟。用超短波传播时号．通过用户接收共视某颗卫星，使其授时精度优于搬钟可达到10ns精度。看来利用卫星授时是实现全球范围时钟精密同步的好办法，只有利用卫星，才可在全球范围内用超短波传播时号；用超短波传播时号不仅传递精度高，而且可提高时钟比对精度，通过共视方法，把卫星钟当作搬运钟使用，且能使授时精度高于直接搬钟，直接搬钟难于使两地时钟去共视它。共视可以消除很多系统误差以及随时间慢变化的误差，快变化的随机误差可通过积累平滑消除。

随着人类活动范围的日趋扩展及航海、航空、测绘、勘探技术的不断发展和军事应用的需要，指导航行的方式亦由远古时代用自然恒星和指南针的方式演变为今天的无线电导航、卫星导航，全球定位系统（Global Positioning System简称GPS）就是这样一个卫星导航系统。GPS是美国国防部自1973年开始研制的第二代卫星导航系统，历时21年，于1994年正式投入运行。它*初是为美国军方提供服务，但随着它的发展，在交通、测量、航空等民用领域里获得了广泛的应用。该系统拥有24颗卫星，分布于6个轨道平面上，构成一个定时定位网。

GPS卫星用两个频率发射单射测距信号，即L1频率为1575.42MHz和L2频率为1227.6MHz,还广播卫星的估计位置。用户同时测量到4颗恒星的距离，即可解出四个未知数，它们通常是纬度、经度、高程和用户钟的改正数。如果已知其中任何一个未知数，则用的卫星数可以减少。这样，通过对观测点和各卫星基点之间的距离测量，它可以为全球各地固定式移动用户提供用户自身的实时三维位置、速度和时间信息，实时计算出观测点精确的地理位置、标准时间、速度等信息。GPS提供两种定位服务，即基于精码（P码）的精密定位服务（PPS）和基于粗（C/A）的标准定位服务（SPS）。PPS信号被加密，非授权用户不能使用，大部分民间用户只能依赖C/A码或SPS。这样，基于粗码的SPS不能完全满足用户在精度、可用性和完好性方面的要求。为此，从GPS获得的时间必须经过软、硬件的技术处理，可以使用户所在位置的世界时（VTC）达到亚微秒的精度，满足用户对精确时间的要求。这就使GPS具有全球覆盖、全天候、高精度的特征，在飞机导航、海陆交通管理、资源调查、测绘、勘探、导游等方面都有广泛的应用。

卫星时间同步装置的配置

此款卫星时间同步装置一款多功能时钟设备，内装高精度恒温晶振0CXO，接收北斗二代/GPS/GLONASS卫星信号和IRIG-B码信号，优先选择卫星信号，使用外部定时信号对本机进行时间同步，产生交直流IRIG-B码信号、时、分、秒脉冲信号、NTP网络授时，串行口时间信息和1PPS（秒信号）同步脉冲信号，是电力系统建立时间尺度、实现时间统一同步的实用电子仪器。

NTP（Network Time Protocol）是用来在整个网络内发布精确时间的TCP/IP协议，其本身的传输基于UDP，它可以使计算机对其服务器或时钟源（如石英钟，GPS等）做同步化，提供高精度的时间校正（LAN上与标准间差小于1毫秒，WAN上几十毫秒），且可采用加密确认的方式来防止恶毒的协议攻击。

卫星时间同步装置的性能

1）  外参考输入信号包括一路卫星信号，两路IRIG-B(DC)信号；

2）  卫星选择功能：具有六种选择，分别为GPS北斗混合授时，GPS&GLONASS混合授时，北斗GLONASS混合授时，单GPS授时，单北斗授时，单GLONASS授时，满足客户对卫星信号的各种授时需求；

3）  工作模式：包括自动模式，手动模式，守时模式等三种模式，其中自动模式表示优先选择卫星信号，然后选择IRIG-B信号；手动模式表示由用户手动选择外部参考；守时模式表示不接收外部参考，使用设备内部振荡器进行守时；

4）  系统设置功能：用户通过按键对波特率、时区，延迟等进行设置；

5）  输出IRIG-B交直流信号，输出5路RS232C串口，输出5路1PPS，5路1PPM；

6）  1路NTP网络授时功能；

7）  干接点报警功能：具有5个报警功能，分别为故障报警，卫星报警，IRIG-B(1)报警，IRIG-B(2)报警，失步报警；

8）  自动保存各种配置状态，完全满足各种客户需求。

卫星时间同步装置的性能对比

卫星时间同步装置系统的特点

1）  时钟装置机箱经防磁处理，抗干扰能力强；

2）  北斗GPS接收天线重点考虑了稳定性设计、抗干扰设计，信号接收可靠性高，不受电厂/变电站地域条件和环境的限制；

3）  采用高精度GPS及北斗授时模块，时钟同步精度可达30nS；

4）  完全保证数据安全性，可全设置同一个网段或者不同网段，支持多种流行的时间发布协议；

5）  整体功耗小，采用无风扇设计，运行可靠稳定；

6）  多种授时接口输出，可自由组合，*多可同时输出120组授时接口。

厂家介绍

我公司专业致力于GPS/北斗授时产品的研发和应用，在多年来的专业积累基础上，充分发挥自身在授时产品领域的技术优势和应用经验，依托相关的科研院所，结合美国GPS全球定位系统、中国北斗星系统、B码基准解码接收技术、智能驯服恒温晶体振荡器（或原子钟）守时技术，自主开发的具有国内**水平的授时产品，该产品是专业用于各行业统一时间基准的授时系统，全自动智能化运行，免操作维护，适合无人值守。

“专注时频，用心服务”是我们的基本宗旨；“品牌就是风格，品牌就是价值”是我们的经营理念；“唯实、守信，求真、创新”是我们的行为准则；“互惠互利、合作共赢”是我们奉行的基本思想；我们始终以创建世界**的时频企业为己任，以满足客户的需求为**的荣誉。