GPS北斗卫星时钟同步原理及功能介绍

 

 

  GPS北斗卫星时钟同步授时技术在军事、科技和经济生活等领域中都有广泛应用。GPS北斗卫星时钟同步主要完成两方面的工作:第一，精确确定用户时钟相对于标准时间的偏差;第二，在两个或两个以上的不同地点实现时钟同步(称时钟或时间比对)。

GPS北斗卫星时钟同步技术为全世界用户提供了一个时间同步基准。GPS北斗卫星导航系统都有自己的系统时间，该时间均与UTC时间进行比对，卫星导航系统的时间与UTC时间的差值一般保持在一定范围内。如北斗是BDT与UTC的钟差保持在100ns以内（模1 s）。导航电文中发布本系统时间与UTC时间的差值，因此用户通过接收导航卫星信号，恢复出导航系统时间，就可以恢复出UTC时间。事实上，卫星导航系统已成为UTC时间的主要传播手段。

 

  GPS北斗卫星时钟卫星授时就是利用卫星作为时间基准源或转发中介，通过接收卫星信号和进行时延补偿的方法，在本地恢复出原始时间的这一过程。根据工作原理，卫星授时分为RNSS授时和RDSS授时两种方式。

 

  卫星如载有高精度时间源，其导航信号根据该时间源产生，用户通过接收多颗卫星信号实现伪距测量及定位解算,从而实现自身的时间同步，这种定位或授时方式称为RNSS定位或授时，如GPS、GALILEO和目前正在建设的北斗卫星导航系统；RNSS授时又分为定位定时和位置保持定时两种方式，定位定时是指用户实现定位解算时实现时间同步；位置保持定时是指用户在位置不变情况下，只需接收到1至2颗卫星即可实现维持给定精度的定时。

 

 

  如卫星本身没有高精度时间源，通过接收地面站的信号再进行延时确定的转发，该过程称为RDSS授时或转发式授时，如CAPS、北斗卫星导航实验系统等。

 

  RDSS授时有两种方式：一种为双向授时，在该种方式中，用户需向卫星发送请求，再接收卫星应答信息；另一种为单向授时，用户仅接收卫星下行信号，这种方式适于低动态用户。单向授时模式下，用户需要获得自身的精确位置。目前常用的有两种方法：一种为利用GPS辅助定位，将定位结果进行坐标转换后输入接收机；另一种方法为利用高程辅助定位，由于目前已有三颗RDSS卫星，将高程作为虚拟的第四颗星，则通过解定位方程可实现定位。在RDSS授时中，由于RDSS导航电文中包含的为一分钟更新一次的卫星位置，因此卫星位置的计算一般通过插补拟合的方式获得。

 

在科技的发展下GPS北斗卫星时钟同步也得到了广泛应用，比如工业、科研、航空航天、公共场所等领域都用到了GPS北斗卫星时钟同步，GPS北斗卫星时钟同步以卫星时间为基准授时准确，替代了传统钟表授时的单一和时间误差大等缺点。

GPS北斗卫星时钟同步是指接收GPS北斗卫星信号，并通过NTP网络协议进行对时的时间服务器。XBD211NTP网络时间服务器配置卫星信号接收机，可接收单北斗或单GPS卫星以及GPS北斗混合的信号，并使用网络信号授时，每路网口都为独立局域网互不干扰，GPS北斗卫星时钟同步可以给多种不同的时间系统进行授时。

 

 

GPS北斗卫星时钟授时原理：

XBD211北斗NTP网络时间服务器利用卫星天线接收GPS北斗卫星时间信息，通过同轴线缆传输给时间服务器，时间服务器通过内部接收机接收卫星信号对本机进行时间同步，然后通过NTP网络协议传输给xbd706型指针式子钟及其他网络终端设备，使终端设备和时间服务器时间同步，该时间服务器还可以通过串口信息给串口终端设备授时，通过1PPS同步脉冲信号对时间服务器进行测试。

 

GPS北斗卫星时钟守时原理：

XBD211北斗NTP网络时间服务器通过接收卫星信号给终端设备授时的，当时间服务器失去卫星信号的情况时，就不能保证时间准确性了，这就需要时间服务器具守时功能。时间服务器内置高精度温补晶振，在卫星失锁的情况下，还可以实现长时间、高精度的守时功能，并提供准确时间信息和脉冲输出时间，是建立时间尺度和实现时间统一的专用授时仪器。时间服务器也可选择恒温晶振、铷原子钟、驯服恒温晶振模块、驯服铷钟模块等守时精度更高的模块。

 

GPS北斗卫星时钟产品功能：

XBD211北斗NTP网络时间服务器具时钟服务器是为大、中型局域网设备提供精确、标准、安全、稳定的多功能网络时间同步服务的最佳解决方案，XBD221-RB-DP (GPS+北斗+铷钟+双电源)时钟服务器采用高精度GPS/北斗双模授时接收机，提供精确的秒同步时钟信号，并由GPS/北斗授时接收机秒信号驯服校准，内置高稳定度铷原子钟，并由GPS/北斗授时接收机秒信号驯服校准，守时精度实现日漂移10微秒，XBD211时钟服务器采用软硬件协同的网络安全技术，标准的NTP和SNTP网络对时协议，工业级服务器主板，同时还可支持串口授时、1PPS脉冲信号输出，B码输出等功能。同时，XBD221时钟服务器内置双电源和锂电（选配），适合于政府等保密机房，在不允许外接卫星天线的情况下，可以在室接上卫星天线外把卫星时钟服务器时间校准，然后拔掉天线把设备抱到室内运行。

 

XBD211时钟服务器提供的高精度的网络同步时钟直接溯源于GPS/北斗系统中各个卫星的原子钟（也可以根据用户的要求选择其他卫星授时系统作为时间的基准源），设备由高精度高灵敏度授时型GPS接收机、高可靠性工业级服务器主板、高亮度OLED液晶显示屏和高品质1U工业机箱等部件组成， 时钟服务器采用高效的嵌入式Linux操作系统，配合北斗时频自主的卫星授时、网络同步、频率测控等技术，该产品系统整体功耗小，采用无风扇设计，运行可靠稳定，可以为计算机网络、计算机应用系统、流程控制管理系统、电子商务系统、网上B2B系统以及数据库的保存及维护等系统需要提供精密的标准时间信号和时间戳服务，已经被成功应用于政府金融、移动通信、公安、石油、电力系统、交通能源、工业以及航空航天测控等领域。

 

 

 

 

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