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GPS授时设备应用分析
浏览次数:1431发布日期:2017-01-22
  授时设备从北斗导航卫星或者GPS导航卫星的信号上获取标准的时间信息,将这些信息通过各种类型的接口传输给需要时间信息的设备(计算机、主控器、采样设备、RTU等),这样就可以达到单个设备的时间校准或者多个系统的时间同步,这个过程就叫做卫星授时。
 
  无论GPS卫星或者北斗卫星上都搭载了原子钟(铯钟或者是铷钟)。有了的时钟,加上地面站的不断校正,卫星系统的时间会是非常准确的。卫星会在自己的电文中播发一个时间,播发这个时间的信号边沿是和这个时间值严格对应的。通过测量这个边沿,可以在本地恢复出一个的变化边沿,这个边沿是与发射时刻同步的。导航电文中提供了当前时刻所在的“周数”,这个周数是从北斗或者GPS系统的起始时间开始计数的,另外通过计算调制在载波上的伪随机码的信息可以知道当前的周内秒,有了这些信息即可实现授时功能。
 
  目前主流的时间同步信号及接口方式有1PPS/1PPM、IRIG-B码、RS-232串口和NTP网络授时等。1PPS/1PPM脉冲和IRIG-B码授时精度zui高可达到纳秒量级,RS-232和NTP授时一般情况下精度可达毫秒量级。1PPS/1PPM和IRIG-B码和RS-232都需要专用接口和线缆,而NTP方式则可采用网络的方式。
 
  目前计算机对时间的保持方法比较单一,在计算机关闭时,由主板上的晶体依靠电池供电运行,保持时间。计算机开机后,由计算机的BIOS里安装的软件程序进行计时。主板上的晶体长期运行会有漂移,软件计时会受系统程序或者其它应用软件程序的影响而产生较大的误差。所以计算机本身很难保证其时间精度,也无法保证多台计算机之间的时间同步精度。
 
  为了解决这一问题,利用卫星定位系统的高精度时钟源作为时间参考,实现全球范围内的时钟精密修改和同步。从卫星定位模块上取得数据和秒脉冲信号通过数据接口传输给计算机。在计算机上用授时软件读取到数据处理后,得到的时间脉冲标志和时间数据。在秒脉冲到来时刻,将接收到的时间数据进行处理,并更新计算机的系统时间。通过这种方法可以保证单台计算机任意时刻的时间精度,也可以达到多台计算机之间时间高精度同步的目的。
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