现代授时技术及其用途
北斗授时系列产品解决方案
北斗授时系列产品解决方案一、引言北斗授时系列产品解决方案旨在为用户提供高精度、高可靠的时间同步服务。
本文将详细介绍北斗授时系列产品的特点、应用场景以及技术实现方案。
二、产品特点1. 高精度：北斗授时系列产品采用先进的时间同步技术，能够实现微秒级的时间同步精度，满足各类精密应用的需求。
2. 高可靠：采用北斗卫星系统作为时间源，具有全球覆盖、抗干扰能力强等特点，能够在各种恶劣环境下提供可靠的时间同步服务。
3. 大容量：支持同时为多个用户提供时间同步服务，能够满足大规模应用场景的需求。
4. 灵活可扩展：北斗授时系列产品支持多种接入方式，包括有线接入和无线接入，同时支持多种接口标准，方便与用户现有系统集成。
三、应用场景1. 金融领域：金融交易对时间同步精度要求非常高，北斗授时系列产品可以为金融机构提供高精度的时间同步服务，确保交易的准确性和公平性。
2. 电力系统：电力系统对时间同步的要求主要体现在电力调度、监控与保护等方面，北斗授时系列产品可以为电力系统提供高可靠的时间同步服务，确保电力系统的稳定运行。
3. 物联网应用：物联网应用中的设备通常需要进行时间同步，以实现协同工作和数据一致性。
北斗授时系列产品可以为物联网设备提供灵活可靠的时间同步服务。
4. 交通运输：交通运输领域对时间同步的要求主要体现在车辆定位、交通信号控制等方面，北斗授时系列产品可以为交通运输系统提供高精度的时间同步服务，提升交通运输的效率和安全性。
四、技术实现方案1. 接入网关：用户可以通过有线或无线方式将北斗授时系列产品接入到自己的网络中，接入网关负责接收北斗卫星系统的时间信号，并将时间信号转发给用户设备。
2. 时间同步协议：北斗授时系列产品采用统一的时间同步协议，确保不同设备之间的时间同步精度和一致性。
3. 时间同步服务器：时间同步服务器负责管理用户设备的时间同步，包括时间校准、时间分发等功能。
时间同步服务器可以部署在用户自己的网络中，也可以通过云服务提供商进行部署。
gps授时系统功能及参数简介
时间同步。NTP 时间服务器采用 SMT 表面贴装技术生产 大规模集成电路设计
以高速芯片进行控制 具有精度高、稳定性好、功能强、无积累误差、不受地
域气候等环境条件限制、性价比高、操作简单等特点 全自动智能化运行免操作
维护适合无人值守且广泛应用于电力、金融、通信、交通、广电、石化、冶金、
国防、教育、IT、公共服务设施等各个领域。 NTP 协议全称网络时间协议（Network Time Protocol）。它的目的是在国
配置灵活，维护方便，同时为将来电厂/变电站改造扩建时增加或更改对时 信号接口提供了方便。
9、gps 授时系统的机箱为进口铝板铬酸钝化、拉细丝哑银，经过钝化处 理的铝板， 铝板铬酸钝化使其表面形成了一层致密的钝化膜可以达到抗腐蚀 的目的，现有黑色机箱和银白色机箱可供用户选择。
10、采用 SMT 表面贴装技术生产，以高速芯片进行控制，无硬盘和风扇设 计，精度高、稳定性好、功能强、无积累误差、不受地域气候等环境条件限 制、性价比高、操作简单、全自动智能化运行，免操作维护，适合无人值守。 九、售后维护 我公司对所提供的产品进行品质保证，并提供完善的技术支持和售后服务， 非人为造成产品故障损坏的，我司提供叁拾陆（36）个月免费保质期。质量保证 期自设备交货验收之日起。在产品质量保证期内，出现因产品自身质量造成的故 障情况，采取整机返修、寄送配件、提供备用产品等方式，提供全面免费保修服 务。 十、结束语 gps 授时系统已经成为通信、电力、广播电视、安防监控、工业控制等领域 的基础保障平台之一。卫星导航定位系统可提供高精度、全天时、全天候的导航、 定位和授时服务，授时性能优异、高精度、低成本、安全可靠、全天候、覆盖范 围广等特点。
六、适用范围
（1）计算机网络、计算机应用系统、流程控制管理系统；
北斗授时应用典型案例
北斗授时应用典型案例北斗卫星定位系统是我国自主研发的卫星导航系统。
作为国家重大科技基础设施，北斗系统涵盖了全球范围内的导航、授时、通信和监测等功能，可广泛应用于国防军事、航空航天、交通运输、海洋渔业、测绘地理、公安防控等领域。
其中，授时应用是北斗系统的重要功能之一。
本文将介绍北斗授时应用的典型案例。
一、天津物联网产业创新中心天津物联网产业创新中心是依托天津市物联网发展基地建立的创新研究机构。
该中心主要研究物联网领域的技术、产品和应用，涉及智慧城市、智能交通、智能制造、智能家居等多个领域。
中心成立后，为了保证其研究成果的准确性，需要获得高精度的时间服务。
因此，中心选择了北斗授时系统。
通过北斗授时系统，天津物联网产业创新中心获得了精准的时间服务，提高了研究数据的准确性。
此外，中心还将北斗系统的定位功能用于智慧城市建设中，为城市的公共服务提供了更加精准的定位服务。
二、成都交通一卡通有限公司成都交通一卡通是成都市公共交通智能卡的管理机构。
其主要负责成都公共交通智能卡的发行、管理和应用。
在日常工作中，成都交通一卡通需要对公交车站进行定位，并需要精确的时间服务来保证各个车站的运行时刻准确无误。
因此，该公司选择了北斗授时系统。
通过北斗授时系统，成都交通一卡通可以获得高精度的时间服务和精准的定位服务。
同时，北斗系统还能提供公交车辆的实时监测服务，帮助公司精确掌握公交车辆的运行情况，便于进行调度管理。
三、安徽省防汛指挥中心安徽省防汛指挥中心是安徽省政府设立的防汛救灾指挥机构。
该中心的主要职责是指挥、协调和组织省内的防汛抢险工作。
在汛期来临之前，为了能够快速、精准地掌握洪水的动态情况，该中心引入了北斗授时系统。
通过北斗授时系统，安徽省防汛指挥中心可以实时掌握各个涉水点的水位、流量等数据，及时预警可能出现的水患。
此外，北斗系统还可以提供现场决策支持，帮助中心迅速制定出应对措施，提高防汛抢险效率。
总之，北斗授时应用具有广泛的应用价值。
授时技术方案
时钟系统技术方案时钟系统技术规格书1.1概述时钟系统为控制中心调度员、车站值班员、各部门工作人员及乘客提供统一的标准时间信息，为本工程其它系统的中心设备提供统一的时间信号。
时钟系统的设置对保证地铁运行计时准确、提高运营服务质量起到了重要的作用。
时钟系统主要由一级母钟、二级母钟、系统网管设备（维护管理终端）、子钟、传输通道、接口设备、电源分配单元组成。
一级母钟设在控制中心通信设备室，沿线各车站、停车场、车辆段设置二级母钟和子钟。
控制中心的一级母钟接收来自传输系统GPS的标准时间信号或BITS时间源，经比对筛选，产生精确的时间信号，通过传输子系统传给车站、停车场及车辆段的二级母钟，由二级母钟按标准时间信号指挥子钟统一显示时间，为各车站的运行管理等主要工作场所的工作人员提供统一标准时间信息和定时信号，为广大乘客提供统一的标准时间，同时为其他各系统提供统一的时间信号，从而实现地铁全线统一的时间标准。
自九十年代初期开始，先后为国内外地铁、轻轨、机场等重大工程提供时钟系统设备，包括：伊朗德黑兰城郊铁路电气化工程集中控制时钟系统；伊朗德黑兰地铁1号线、2号线集中控制时钟系统；广州地铁二号线、三号线、四号线集中控制时钟系统；上海轻轨明珠线集中控制时钟系统；上海共和新路高架工程时钟系统；上海轻轨明珠线二期工程；天津滨海快速轨道交通线工程；南京地铁一号线时钟系统；上海地铁九号线、广州地铁五号线、北京地铁五号线、北京TCC工程等几十个重大工程的时钟系统。
在上述工程中，积累了丰富的工程设计、设备生产制造、安装督导、技术培训、售后服务及工程管理等诸方面的经验，能够满足XX市轨道交通1号线工程的要求。
1.2系统功能1.2.1 同步校对一级母钟作为基础主时钟设备, 能自动接收外部标准时间信号，将自身的时间精度校准，产生精确的标准时间信号，通过传输通道向各车站、停车场、车辆段的二级母钟传送，统一校准二级母钟；并向其它需要标准时间信号的系统设备提供统一的标准时间信号。
常用授时方式介绍(下)
导航卫星的授时功能及应用——几种常用授时方式介绍（下）随着卫星导航设备的广泛应用，其定位导航功能已被大家所熟知。
而且《电子报》也曾刊载多篇相关文章，使得读者对卫星导航系统的优异性能有了进一步的了解。
今天要跟大家聊聊卫星导航系统具有的精确授时的功能，而卫星导航系统在这方面的优越性能可能较少被关注。
我国的北斗卫星导航系统、美国的GPS系统、苏联的格洛纳斯系统、欧盟的伽利略系统，是面向全球的四大卫星导航系统。
我国的北斗系统虽然起步较晚，但是进展最快，从北斗一代到北斗二代，现在开始布局北斗三代。
各个卫星导航系统的基本原理是一样的，下文就以GPS系统为例来讨论。
GPS的全称是Global Positioning System，意即“全球定位系统”。
在卫星导航系统中，导航接收器接收4颗以上导航卫星发送的导航信号（导航电文），通过测算卫星信号传播的时延来测量“伪距”，并根据卫星导航电文中给出的这几颗卫星该时刻在天空中的座标，最终计算出自身所在的准确位置。
学过平面几何的人都知道，如果已知平面上的某一点与另外两个位置确定的点之间的距离，那么这个点的位置也就可以确定了。
在立体空间中，则需要知道该点和另外三个位置确定的点之间的距离，才能确定该点的空间位置。
在导航定位的过程中，导航接收器是通过“距离=电波传播速度×传播时间”这一公式来计算它与各卫星的相对距离的(内含待消除的误差)。
电磁波的传播速度是2.99792458×108米/秒(真空中，在空气中要略作修正)，这是已知的。
那么，接收器是怎么得出某卫星发送的导航信号到达它的准确时延的呢？原来，每一颗导航卫星上都搭载有高精度高稳定的铯原子钟或铷原子钟，这些原子钟都基本上同步于该导航系统时间(每一颗卫星上的时钟与整个系统时间之间的微小偏移，会由地面监视网络进行监测并得出各卫星钟的校正量，发射至卫星，各卫星在广播的导航电文中会加进这些时钟校正信息，从而消除它们的误差)。
卫星授时应用解析
卫星授时应用解析一：什么是卫星授时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。
二:卫星授时工作原理无论GPS卫星或者北斗卫星上都搭载了原子钟(铯钟或者是铷钟)。
有了精确的时钟，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精确的变化边沿，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。
三：常见的授时方式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NT网络授时服务等。
1PPS/1PPM脉冲和IRIG-B码授时精度最高可达到纳秒量级，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。
a) 1PPS/1PPM授时方式此格式时间信号每秒或每分时输出一个脉冲信号。
显然，脉冲输出不含具体时间信息。
b) B码授时方式IRIG共有A、B、D、E、G、H几种编码标准。
其中在时间同步应用中使用最多的是IRIG-B编码，有DC码 (BC电平偏移)、AC码 (1kHz 正弦载波调幅)等格式。
IRIG-B信号每秒输出一帧，每帧长为一秒。
一帧共有100个码元，由不同脉冲宽度的码元来代表二进制0、1和位置标志位。
c) RS-232串口授时方式时间输出通过EIA标准串行接口发送一串以ASCII码表示的日期和时间报文。
纳秒级授时对时方案
纳秒级授时对时方案
在现代社会中，时间的准确性对于各种行业和领域来说都至关重要。
无论是金融交易、科学研究还是通信网络，精确的时间同步都是关键。
为了满足这一需求，纳秒级授时对时方案应运而生。
纳秒级授时对时方案是一种能够提供高精度时间同步的技术。
它的实现基于先进的时钟同步协议和先进的硬件设备。
通过这种方案，我们可以实现纳秒级的时间同步，确保各个系统和设备之间的时间一致性。
首先，纳秒级授时对时方案需要使用精密的时钟源。
现代的高性能计算机和网络设备通常配备了高精度的时钟。
这些时钟可以提供纳秒级的时间分辨率，确保时间的准确性和一致性。
其次，纳秒级授时对时方案需要使用先进的时钟同步协议。
一种常用的协议是网络时间协议（NTP）。
NTP可以通过网络同步各个设备的时间，确保它们之间的时间同步误差在纳秒级别。
另外，纳秒级授时对时方案还需要在硬件设备上进行优化。
高性能的时钟同步芯片和精密的时钟分频电路可以提高时间同步的精度。
此外，使用高速网络传输数据也可以减少时间同步的延迟，提高同步的准确性。
需要注意的是，纳秒级授时对时方案在实际应用中还面临一些挑战。
例如，网络延迟、时钟漂移等因素都可能影响时间同步的准确性。
因此，对于一些对时间要求非常严格的应用场景，可能需要采用更加复杂和精密的方案来保证时间的准确性。
综上所述，纳秒级授时对时方案是一种能够提供高精度时间同步的技术。
它可以应用于各个领域，确保系统和设备之间的时间一致性。
然而，在实际应用中还需要解决一些挑战，以进一步提高时间同步的准确性和可靠性。
现代时钟的原理与应用论文
现代时钟的原理与应用论文引言现代时钟是人类生活中不可或缺的一部分，它不仅在日常生活中用于时间的测量和记录，还有着广泛的应用范围。
本文将深入探讨现代时钟的原理以及其在各个领域中的应用。
一、现代时钟的原理现代时钟的原理基于时间的计量和显示机制，其中包括以下几种常见的时钟原理：1. 机械时钟原理•机械时钟是利用机械装置和齿轮系统来测量和显示时间。
它们通常由主要的发条或弹簧来提供动力，通过齿轮传动来驱动指针或数字显示器。
•机械时钟的关键部件包括发条或弹簧、齿轮系统、摆轮和指针。
当发条或弹簧中储存的能量逐渐释放时，齿轮系统会以一定速率运转，使指针或数字显示器进行相应的移动，从而显示时间。
2. 电子时钟原理•电子时钟是利用电子技术和集成电路来测量和显示时间。
它们通常由晶体振荡器、频率分频器、计数器和显示器等组成，其中晶体振荡器是最核心的部件。
•电子时钟的工作原理是利用晶体振荡器产生稳定的电信号，经过频率分频器和计数器的处理后，通过显示器显示出来。
电子时钟可以通过调整晶体振荡器的频率来实现精确的时间测量。
3. 原子钟原理•原子钟是利用原子的特性来测量和显示时间的高精度时钟。
它们通常基于原子物理学中的定律和原理，如原子的振荡频率或衰变速率等。
•原子钟的工作原理是利用放射性物质的衰变速率或原子的振荡频率作为时间的基准。
通过准确测量和比较原子的特定变化，可以得出精确的时间值。
二、现代时钟的应用现代时钟在各个领域中有着广泛的应用，以下列举了几个典型的应用领域：1. 交通运输系统•现代交通运输系统对于时间的准确测量和显示非常关键。
例如，火车站、机场和公交车站都需要精确的时钟来统一时刻表，并确保准时发车和到达。
•GPS定位系统也依赖于高精度的时钟来准确测量位置和时间信息，为导航和路径规划提供支持。
2. 通信网络•通信网络需要高精度的时钟来保证数据的同步传输。
例如，移动通信网络和互联网中的网络设备都需要准确的时钟来确保数据的可靠传递和时序的一致性。
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现代授时技术及其用途–概述摘要：涵盖的内容1、基本的准备知识：单位制、频率基、标准器、频标比对方法和测量技术。
一些内容在“时间与频率测量”中学习，而针对性的频标比对和时间测量等内容在本课程中讲。
教材，根据情况不断重复和复习。
2、各种可用的传输载体和途径（无线），时间–空间关系3、时间和频率信号在授时传递中信号的特点及其处理、测量技术（扩展）4、重要的基础：时间同步、相位同步（同频、同相）、相位群同步。
源端和用户端的区别, 周期性（1pps）和非周期性的区别、灵活性；相互间的相关性5、特有的授时比对方法：三种，单、双、共6、关于授时技术的应用–其重要性反映了学习的价值。
导航定位、时间同步、电力故障检测、国防军工、航空航天等。
注意时–空关系。
7、同步技术的扩展：频率准确度、稳定度的传递，例如在原子钟等量子频标中。
8、授时、定位、导航系统中的一些关键技术：星载钟、时频信号生成和保持、星–地、星间、地–地的同步监测等。
9、最新的技术进展10、GPS等全球定位系统11、方法、实验（理解）、和科研的关系。
概述与其他物理量在量值传递等方面很大的不同，时间和频率信号的准确传递可以借助于电磁波信号以无线的方法进行。
这主要是因为光和电磁波信号传递速度的高精度以及快速的原因。
高精度传输的参考时间信号是官方的国际时间，协调世界时UTC ；高精度传输的参考频率(时间间隔)信号是国际原子时TAI 。
它们都是由国际度量局BIPM 产生的。
授时技术的目的是完成全部（全球）或者局部的时间的一致。
授时技术从最初主要是用于时间和频率标准器之间的准确比对及量值传递。
这常常表现为频率信号的校准和时间的同步等。
而近年来它也更多地被用于导航定位、通讯、大系统的管理和协调、电力传输中的故障检测等。
另外，授时技术的用途也更多的表现在导航和长度的精密测量及控制方面。
经过了几年对本课程的讲授，我们感觉到应该在更广义的范畴内把授时问题的内涵、相关知识、可应用的领域以及针对不同情况时的灵活应用等交待的更明白。
这样才能发挥它的功能。
用符号S 表示电磁波传播的距离、V 表示电磁波传播的速度、d 表示传播延迟，则d=VS(1) 对于天波一般取V 等于光速c ；对于地波，根据大地导电率的不同，V 不等于光速，要作相应的修正。
此外，能否准确的计量出电磁波信号传播的实际距离也是确定各种发播手段准确度高低的关键。
从计量学的发展中，可以看到一条规律。
也就是因为时间和频率量的高精度和便于数字化处理等优点，对于其他量值的测量和处理从高精度的考虑就有向频率或者时间量靠近的趋势。
同样，又由于时间和频率量便于高精度传输的优点 (其他量值，如电压等就很难通过这样的途径准确的传输)，除了利用这种传输单一地进行时间或者频率量的传递和比对外人们还千方百计地把可能转换或者以时间量值为代表情况下实现其他对象的比对、统一等目的。
所以在全球定位星系统(GPS)发展的初期，就有人预测这个系统能够发挥的作用的广度和深度将取决于人们的想象力。
如果说，在时间和频率领域授时技术主要的功能是完成时间的同步和频率量值的一致，那末在更广泛的领域它将以时间、相位或者频率为纽带实现不同的控制对象在大空间的统一。
这里，最明显的例子就是电力系统的管理、控制和故障检测；在通讯方面对于图像和文字资料的传输所需要的系统等。
为了学习方便，我们先把本课程中的关键的缩写词汇列表如下： （有印象，不要求记；在许多文献中大量应用） BIPM: Bureau International des Poids et MesuresC/A 码：进入探测粗码(Coarse Acguisition of Clear Access) CRL: Communications Research Laboratory, Tokyo CV: Common ViewDMA: Defense Mapping AgencyGPS: Global Positioning SystemIERS: International Earth Rotation ServiceITRF: IERS Terrestrial Reference FrameMJD: Modified Julian DayNIST: National Institute of Standards and Technology, Boulder, CO.NBS: National Bureau of Standards (now NIST)NRC: National Research Council, Ottawa, CanadaNSWC: Naval Surface Warfare CenterOP: Observatorie de ParisP 码：保密精确码(Protested Precise)SA: Selective Availability of GPSTAI: International Atomic TimeTWSTFT: 双向卫星时间和频率传输USNO: U.S. Naval Observatory, Washington, DC.UTC: Coordinated Universal TimeUTC(i): Coordinated Universal Time as realized by laboratory i.VLBI: Very Long Base InterferometryWGS: World Geodetic System从原理上来看，任何能够传播信息的通讯手段和信号载体等都能够被用来进行授时工作。
只是从精度方面考虑，传输途径的准确和稳定会对于授时的精度起到决定的作用。
现在常用的远距离时间和频率的传输方法是，单向法、共视法和双向法三种。
所采用的服务手段有，英特网、电话线、地面设站的无线电广播（地基）、以全球定位星系统(GPS)为代表的卫星传输（天基）等。
利用电磁波信号来传递标准频率和时间信号是方便、实用和高精度的。
标准时间频率发播信号按载频频率可以分为高频（如2.5MHz、5MHz、10MHz、15MHz、20MHz等短波台），低频（如100kHz数量级的罗兰C导航台），甚低频（10～20kHz等Ω导航台）和甚高频（如电视和卫星通讯）。
既然是采用电磁波信号来传递标准频率和时间信号，就会存在传输过程中的各种干扰的影响。
这里包括不同的电离层、对流层等。
因为不同频段电磁波的传播特性不同，所以能够获得的比对精度也就不同。
而且信号的覆盖范围和可利用的时间也不同。
因此要根据需要加以选择。
从下面的表1中，我们可以对于各种传递方法的状况作一个了解。
术的发展，上述状况有了一些变化。
入下表2所示。
102-⨯106-⨯102-⨯101-⨯101-⨯102-⨯101-⨯0.1 - 110-⨯101-⨯授时和校频的应用是为了不同地方的时钟或者频率源保持频率或者时间上的一致。
这种保持能力和这些时钟或者频率源本身的指标相关的。
时钟本振源的准确度越高，则它的守时能力越好。
不同本振源的守时能力如下表3所示。
表 3 不同本振源的守时能力频率源指标和同步处理技术之间的互补等关系。
目前，这种不同的本振源可以按照要求用于电力系统的故障点的找寻系统中。
而守时的精度直接关系到对故障点的距离的判断精度。
从1毫秒到1微秒的精度作用和影响。
为了完成远距离的授时和校频，除了关注信号的传输途径、设备和方法外（在通讯课程中），还应该关注时间和频率信号之间的高精度比对方法。
所以，各种时间比对技术，如直接时间间隔测量、模拟方式的时间和频率标准的比对技术、各种频标和时间标准的比对倍增技术等。
在比对包括传输在内的总的误差链中，时间和频率信号之间的高精度比对方法的误差所占的比重是很大的。
作为标准的时间和频率信号的发播源，目前主要分为以地面上的发播基地的陆基的方法以及以卫星上的发播基地的星基的方法。
陆基的方法发播的常常是电视、短波、长波、超长波（甚低频）信号，他们除了用地面的无线电广播仍然是时频服务的手段。
它们是在单向法的基础上进行工作的。
目前常用的高频时码和语音的频率传递精度可以为81-⨯，在确知位置时的时间服务精度为几ms；用10低频时码的LORAN 100 kHz，经过距离校正可以有1sμ的准确度和100ns的精密度，经过24小时的比对频率准确度能够优于121-⨯。
10利用GPS系统进行时间和频率服务是高精度而且很方便的手段。
它之所以能够具有很高的时间服务精度和相当强的定位导航功能，不但是因为卫星上所具有的高精度的星载原子频标，而且还是由于相当庞大的地面的频率基准、测量比对、数据采集和处理系统、通讯系统等。
除了可以使用单向法和共视法之外，利用GPS载波相位也能够获得很高的时频传递精度。
这种方法目前主要还在实验阶段，用它也只能进行时间间隔（频率）服务，而不是时间服务。
任何一种授时系统都包括了时间和频率基、标准的保持、标准信号搭载在可传输的信号上的处理、可传输的信号的发播、信号的传输通道、对该信号的接收和处理部分、本地信号和接收到的信号的比对和控制。
GPS系统由空间部分、地面测控部分和用户设备三大部分组成，如图所示。
空间部分为GPS卫星星座，由24颗GPS导航星组成，均匀配置在6个轨道平面上（图10－17所示）这些卫星发播的信号能覆盖全球各个角落。
GPS卫星采用的是高度为20183km 的圆形高轨动地卫星体制，其轨道周期为11h58min,即一昼夜绕地球两圈。
这样的设计目的在于保证全球任何地方的用户能在任何时刻观测到5～8颗GPS卫星，从而保证全球任何地方任何时刻都能利用GPS卫星实现三维导航定位与精密的时间测量。
地面测控部分由五个地面监测站、数据注入站和一个主控站组成。
主控站昼夜不停地自动分析处理来自个监测站地数据，并导出各项修正数据，然后把这些修正数据传送到数据注入站，由注入站再把修正数据分别发送递给相应的卫星。
用户设备主要是各类GPS接收机及其他必要的辅助设备（如GPS信号模拟器）。
GPS信号具有全球覆盖、全天候工作、昼夜连续而实时地为无限多的用户提供高精度七维信息（三维位置、三位速度、和精密时间）的能力。
一般说来，GPS的实时导航定位精度颗优于10m；大地测量事后处理地定位精度可达毫米量级；测速精度可优于0.01m/s;时间传递或时间同步精度可达1ns(1*10-9s)。
GPS技术极其复杂，它是在当代许多高技术成熟应用地基础上发展起来的，其中包括可靠的长寿命空间技术、高性能星载原子钟技术、精密星历位置跟踪、测定和预报技术、扩频码（伪随机噪声码）以及大规模集成微电子技术等。
图 GPS系统的组成作为例子解释：各部分的关系和作用；钟在各部分的广泛存在和作用；时间和空间的关系和表现。