GPS衛星時鐘基本知識介紹

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。本文主要針對衛星時鐘的一些常識問題進行簡單介紹。

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。

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。

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。

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。

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、子鐘與母鐘

1、概念與原理

由一臺母鐘和多臺子鐘組合成的系統稱之為子母鐘系統。母鐘接收GPPS或北斗、B碼等衛星信號，通過傳輸通道同步各個子鐘。子鐘通過網口接收母鐘傳輸的信息從而顯示準確的時間。常見的應用場所有醫院、酒店、學校、辦公大樓、機場等等大型區域。

2、特點

     子母鐘系統，走時精準、同步運行、操作方便、使用壽命長、性價比高等特點。

3、子母鐘分類

  子母鐘是按照時間源來分類的，常見的子鐘有RS485子鐘、CDMA子鐘、GPS子鐘、GPS北斗雙模子鐘、NTP網絡子鐘。同樣母鐘也是NTP網絡時間服務器、CDMA時間服務器、北斗NTP網絡時間服務器幾大類。

4、子母鐘系統的構成

子母鐘系統由GPS天線、母鐘、傳輸通道、交換機及子鐘構成

5、常用的子母鐘系統型號推薦　

通常情況下，客戶都會選擇網口類型的NTP時間服務器和網絡子鐘,對應的型號有SYN6109型和SYN2136型。

八、GPS衛星時鐘使用中常見問題

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，先測試天線的收星效果，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。

九、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。

十、衛星時鐘的廠家

  西安同步電子科技有限公司專注時頻產品的研發、生產和銷售，自成立以來GPS衛星時鐘方面合作單位遍布全國各個行業，衛星時鐘產品的穩定性和準確度等方面贏得了客戶一致好評，歡迎各界朋友蒞臨參觀探討！