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            GPS衛星時鐘科普小知識
            來源:正瑞電子        瀏覽:61         發布日期:2023-08-10

                   GPS衛星時鐘精度高、穩定性好、無積累誤差、可以無人值守等優勢,使其廣泛應用在各個領域。例如:軍隊、研究所、高等院校實驗室、醫院、火車站、證券市場、高鐵等對時間精度要求比較高的行業。


            一、衛星時鐘問世的社會背景

                 當今社會實現網絡化和自動化的過程當中,各個行業對時間的精度要求也越來越嚴格,然而傳統的鐘表無論做的多好都難以避免累計誤差。高精度授時的GPS衛星時鐘應運而生。

                  需要普及一下常識問題,全球范圍內,有四大衛星定位系統,分別是美國的GPS(全球衛星導航定位系統)、俄羅斯的GLONASS系統、歐洲在建的“伽利略系統”和我們中國的北斗系統。

                  近幾年來中國的衛星應用發展很快,但是絕大多數都是基于美國的GPS定位系統,如果美國宣布關閉中國市場GPS應用,或者其出現故障。將會對我國各個行業造成不可估量的損失?,F在各個領域例如:華東電網、通信領域的中國移動、華為、中興等都在著手采用新型的授時方案,繞開GPS支持我國自主發射的北斗衛星作為時間信號源。


            二、GPS衛星時鐘及其常用名

                  GPS衛星時鐘是指通過GPS或北斗衛星獲取標準的時間信號,將這種信號通過各種接口傳輸出給需要時間信息的設備上。(計算機、保護裝置、故障錄波器、事件順序記錄裝置、安全自動裝置、遠動RTU)此類時鐘都可以叫做GPS衛星時鐘。衛星時鐘主要有兩大功能,一個是能夠定點定位,另外一個就是精準授時功能。國內市場常用名為:GPS同步時鐘、同步時間服務器、NTP網絡時間服務器。

            三、衛星時鐘的特點

            1.通電后數分鐘之內即可完成自動校準時間

            2.每四分鐘校準一次,消除累計誤差  

            3.采用閉環控制守時技術實現高精度守,守時精度可達毫秒級

            4.模塊化設計,多種輸出接口,使用靈活方便  

            5.不受時間或地域限制

            6.體積小、重量輕  

            7.功耗比較低

            8、不同的工作狀態指示,便于運行值班人員的日常巡視。

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            四、GPS衛星時鐘時間源及工作原理

                  衛星時鐘的時間源有GPS、北斗、CDMA、B碼等等。但是主要工作原理都是通過GPS或其它導航系統的信號馴服晶振,從而實現高精度的頻率和時間信號輸出。

            五、GPS衛星時鐘系統模塊化設計

                 GPS時鐘系統產品采用全模塊化結構設計,實現了板卡全兼容的同時,為了滿足不同設備的對時接口要求,提供了多種信號接口資源,例如:多路NTP/SNTP信號、PTP信號、脈沖信號(1PPS/M/H,空接點、差分、TTL、24V/110V/220V有源、光)、IRIG-B信號(TTL、422、AC、光)、DCF77信號、時間報文(RS232、RS422/485、光)


            六、衛星時鐘協議

                  時鐘協議的類型有有NTP協議、SNTP協議、IEEE1588協議 、V10、V20、V30、V40、UDP、Telnet...簡單了解一下常見的三種協議。


            (1)NTP(簡稱網絡時間協議)使計算機的時間保持同步的一種通信協議。1985年由美國的D.L.Mills教授發明。

            (2)SNTP(簡單網絡時間協議)是由RFC1769文檔定義。值得注意的是SNTP和NTP的數據包格式及具體計算包往返、客戶時間等是一樣的。因此兩者其實是不可分割的 具有互相操作性。

            (3)IEEE1588協議(也稱PTP協議)。核心思想就是主時鐘通過包交換的方式來同步所有其他的從時鐘。


            七、GPS衛星時鐘使用中常見問題

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            1、如何鑒定天線是否能正常工作

            將天線白色蘑菇頭放在室外,連接至設備后端天線接口處,開機,當顯示大于0的數值時,就表明天線可以收到星,可以正常放心使用。

            2、 天線尺寸能否隨意接剪

            購買前,請先核實測量所需天線的尺寸。私自剪短銜接線纜,無法保證接收衛星信號。

            3、安裝天線步驟

            第一步選好安裝天線的位置,首先保證視野足夠開闊前提下,離地面越近越好。其次架設位置應避開風口,以降低天線的風載;第二步將GPS衛星時鐘天線頭安裝到支架上,用螺栓固定好,必要時使用彎角支架作支撐。最后一步布置電纜線,轉彎半徑不能過小,包好穿孔地方的接頭。記得電纜線應該是從上向下布置。

            4、安裝天線的小技巧:

            (1)收到貨物后,先測試天線的接收效果,不要等到電纜架設好后再測,如果有問題就比較麻煩

            (2)當收不到星時將天線多換幾個地方試試效果,以此來判斷是天線的問題還是收星地域問題。


            八、設備的安裝和調試

            首先需要注意的是在通電之前,先將設備后面的接地柱進行接地處理。這樣比較安全。

            其次設備的對時方式常用的有網絡對時(NTP/SNTP協議)和串口對時。

            網絡對時的步驟:

            (1)天線安裝好通地處理

            (2)接一根網線從設備網口處連接交換機

            (3)雙擊電腦的右下角時間選擇internet時間,更改IP

            (4)服務器IP設置好后點擊立即更新即可

            串口對時需要下載串口校時軟件然后填寫相關信息進行校時。


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