GPS授時工作原理

時間：2022-05-31作者：西安博多利通信息技術(shù)有限公司瀏覽：138

      首先通過GPS衛(wèi)星坐標(biāo)與接收機的坐標(biāo)計算出星機“真實距離”。GPS衛(wèi)星的空間坐標(biāo)可通過GPS衛(wèi)星導(dǎo)航電文中的廣播星歷獲知，接收機的坐標(biāo)則可通過大地測量獲得。

       假定接收機與GPS衛(wèi)星時間同步，利用GPS“測距碼”信號測算出信號的傳輸時延，再根據(jù)傳輸時延和信號傳播速度(取真空光速值)計算出星機“偽距離”。

偽距離的失真主要由以下2個因素造成：1)接收機與GPS衛(wèi)星的不同步造成了傳輸時延的測算誤差;2)GPS信號在穿越電離層和大氣對流層時，傳播速度會發(fā)生變化，不再等于真空光速，從而造成傳播速度的誤差。

信號傳送速度引起的測量誤差可按統(tǒng)計模型，用GPS導(dǎo)航電文中的修正參數(shù)推算出來。**的雙頻GPS接收機還可通過雙頻段測量的方式較為精確地修正電離層誤差。

因此，用式(1)、(2)可推算出接收機時鐘與GPS時鐘的鐘差，通過調(diào)整鐘差實現(xiàn)與GPS衛(wèi)星鐘的同步，即

    式中P實為通過坐標(biāo)計算得出的星機真實距離;p偽為通過測量時延和光速計算出的偽距離;c為真空光速; 為接收機時鐘與衛(wèi)星鐘的鐘差;△為因電離層和對流層速度變化引起的距離測量誤差。接收機對GPS衛(wèi)星的跟蹤實現(xiàn)的是接收機時鐘與衛(wèi)星鐘的同步，而衛(wèi)星鐘與“真實時間”(或者說GPS地面基準(zhǔn)時間)的偏差是無法直接測量的。衛(wèi)星鐘相對于“真實時間”的誤差可通過導(dǎo)航電文中的時間參數(shù)修正。

綜上所述，接收機t時刻的鐘差可按式(3)計算

     式中 (t)為t時刻接收機與GPS地面基準(zhǔn)時間(GPST)的鐘差;P(t)為測量偽距離;p(t)為通過坐標(biāo)計算出的真實距離; (t)為衛(wèi)星鐘與GPST的鐘差，可通過導(dǎo)航電文獲知;a， (t)和△ (t)是電離層和對流層修正參數(shù)，可通過導(dǎo)航電文中的參數(shù)推算出來。

GPS時間的精度高，守時能力強，長期穩(wěn)定性好，但由于GPS信號以電磁波方式傳送，易受外界干擾，短期穩(wěn)定性較差。將GPS的長期穩(wěn)定性和物理時鐘的短期穩(wěn)定性相結(jié)合是提高時間精度較為有效的方法。此外，GPS共視比對也是提高外圍站點時間精度較為有效的辦法，通過共視比對可將站問誤差控制在15 ns以內(nèi) 。

1.2、同步傳送鏈路和同步接口

常規(guī)情況下，單站GPS時間同步可滿足各種應(yīng)用需要，但考慮到非常時期、信號劣化、接收機故障等因素，建設(shè)優(yōu)良的地面時間鏈路是非常必要的。

為提高時間同步信號的傳遞精度，應(yīng)盡量克服同步傳送鏈路的抖動、擁塞和不對稱性。時延抖動、信道擁塞和時延的不對稱性信號將影響DCLS、網(wǎng)絡(luò)時間協(xié)議(NTP，Network Time Protoco1)的時延補償精度。

因此，DCLS信道宜采用SDH系統(tǒng)的64 kbit/s帶外開銷數(shù)據(jù)信道，NTP信道宜采用**數(shù)據(jù)通道或低荷載數(shù)據(jù)通道。地面時間傳送鏈路的建設(shè)意義重大，不僅可提高時間同步的可靠性，而且還為時間同步設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測提供信道支持。

目前主流的時間同步信號接口有1 PPS、IRIG—B和NTP等。1PPS秒脈沖精度較高，可達1 pus;IRIG—B(AC)精度可達30 pus;NTP一般情況下精度可達1 ms，通過修改實時操作系統(tǒng)的中斷機制和采用低時延交換機，精度可達25 pus[3]，能滿足絕大部分應(yīng)用需要。在電力時間同步網(wǎng)中，站間同步宜采用IRIG—B的直流方式，即DCLS;站內(nèi)對時可采用1PPS接El、IRIG—B的交流接El或NTP接El。1PPS和IRIG—B(AC)都需要**接口和線纜，而NTP方式則可采用站內(nèi)局域網(wǎng)，方便、經(jīng)濟。隨著變電站數(shù)字化程度的逐步提高，應(yīng)進一步推廣NTP對時方式。


西安博多利通信息技術(shù)有限公司專注于NTP授時服務(wù)器,中心母鐘,綜合時碼分配器等

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  詞條說明

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  ? ? ? 首先通過GPS衛(wèi)星坐標(biāo)與接收機的坐標(biāo)計算出星機“真實距離”。GPS衛(wèi)星的空間坐標(biāo)可通過GPS衛(wèi)星導(dǎo)航電文中的廣播星歷獲知，接收機的坐標(biāo)則可通過大地測量獲得。? ? ? ?假定接收機與GPS衛(wèi)星時間同步，利用GPS“測距碼”信號測算出信號的傳輸時延，再根據(jù)傳輸時延和信號傳播速度(取真空光速值)計算出星機“偽距離”。偽距

• 案例豐富、覆蓋全國

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• 計算機時鐘的原理

  ? ? ? 在計算機中芯片本身通常并不具備時鐘信號源，因此須由專門的時鐘電路提供時鐘信號，石英晶體振蕩器(Quartz Crystal OSC)就是一種較常用的時鐘信號振蕩源。石英晶片之所以能當(dāng)為振蕩器使用，是基于它的壓電效應(yīng)：在晶片的兩個較上加一電場，會使晶體產(chǎn)生機械變形；在石英晶片上加上交變電壓，晶體就會產(chǎn)生機械振動，同時機械變形振動又會產(chǎn)生交變電場。雖然這種交變