时间同步系统介绍
电厂变电站GPS时钟同步系统.doc
电厂/变电站GPS寸钟同步系统方案建议书烟台赤龙电子高科有限公司一、系统述......................................................二、对时方式和NTP 协介 (3)电厂/变电站时间同步系统设计方案 (5)四、系统占.................................................................八、、五、系统设备规格型号及介绍 (10)六、设备工作条件及技术指选择舒心是您的权利选择赤龙您可以舒心17七、典型应用 (20)八、相关检测 (21)九、公司简介 (22)第一部分系统概述一、建设时钟同步系统的重要性随着电厂、变电站自动化水平的提高，电力系统对时钟统一对时的要求愈来愈迫切，有了统一精确的时间，既可实现全厂（站）各系统在GPS时间基准下的运行监控和事故后的故障分析，也可以通过各开关动作、调整的先后顺序及准确时间来分析事故的原因及过程。
统一精确的时间是保证电力系统安全运行，提高运行水平的一个重要措施。
二、时钟同步系统的优越性电厂（站）的时钟同步是一件十分重要的基础工作，现在电厂（站）大多采用不同厂家的计算机监控系统、DCS分布式控制系统、自动化及线路微机保护装置、故障录波装置、电能量计费系统、电液调速系统DEH SCADA系统及各种输煤PLG除灰PLC化水PLG脱硫PLC等，以前的时间同步大多是各设备提供商采用各自独立的时钟，而各时钟因产品质量的差异，在对时精度上都有一定的偏差，从而使全厂各系统不能在统一时间基准的基础上进行数据分析与比较，给事后正确的故障分析判断带来很大隐患。
如今，人们已经充分意识到时间统一的重要性。
但是，统一时钟并不是单纯地并用GPS 时钟设备。
目前，人们普遍采用一台小型GPS接收机，提供多个RS232端口，用串口电缆逐一连接到各个计算机，实现时间同步。
但事实上，这种同步方式的缺点是，使用的电缆长度不能过长；服务器的反应速度、客户机的延迟都直接影响对时精度。
多系统can时间同步原理
CAN（Controller Area Network）总线在设计之初主要用于汽车和其他分布式控制系统中的实时通信，其本身不直接支持全局时间同步机制。
然而，在现代复杂系统中，尤其是涉及多个ECU（电子控制单元）需要执行严格时间协调操作的情况下，实现多系统CAN时间同步是至关重要的。
CAN时间同步原理通常基于以下方法：1. 主从式同步：- 在一个多系统环境中，通常有一个或多个时间主节点（Time Master），这些节点拥有较高精度的时钟源。
- 时间主节点通过CAN消息广播一个精确的时间戳（通常是自UTC 1970年1月1日以来的纳秒数）。
- 其他节点作为时间从节点（Time Slave），接收到这个时间信息后，根据自己的本地时钟和接收到的时间戳来调整本地时钟，以达到与时间主节点的同步。
2. 时间戳同步帧：- 时间同步消息可能包含两个阶段：SYNC阶段发送的是时间的粗略值（例如，秒级别信息），FUP阶段则发送精细的时间戳（微秒或纳秒级别）。
- 从节点可以计算传播延迟，并结合这两个时间信息校正自身的时钟偏差。
3. 硬件辅助同步：- 使用专门的时间同步协议扩展，如CANopen中的NTP 或特定行业标准定义的同步机制。
- 某些高级CAN接口卡或设备提供了硬件级别的同步功能，如Kvaser MagiSync技术，它可以在不同CAN通道间提供精确的时间戳同步。
4. 网络级同步：- 当CAN网络跨越多个子网络时，可能使用时间网关来跨网络传输时间同步信号。
5. 补偿机制：- 考虑到CAN总线本身的传输延迟不确定性，同步算法通常会包括对网络延迟、硬件延迟以及软件处理延迟等因素的补偿措施。
总之，CAN时间同步是一个相对复杂的过程，涉及到多个层级的技术集成和误差补偿，旨在确保所有依赖于精确时间信息的系统组件能够协同工作并满足时间关键型应用的需求。
T5000电网时间同步系统使用说明书
5.3.1 主时钟前面板如下图：.......................................................................................5 5.3.2 主时钟工作状态LED指示.....................................................................................5 5.3.3 按键说明...............................................................................................................6 5.3.4 按键操作...............................................................................................................6 5.4 主时钟背板示意图及各插件板说明...............................................................................9 5.4.1 电源板...................................................................................................................9 5.4.2 告警板.................................................................................................................10 5.4.3 CPU板...................................................................................................................10 5.4.4 TTL电平输出板................................................................................................... 11 5.4.5 OC60VDC输出板................................................................................................... 11 5.4.6 OC250VDC输出板.................................................................................................12 5.4.7 RS232 板..............................................................................................................12 5.4.8 RS485 板..............................................................................................................12 5.4.9 PTP板...................................................................................................................13 5.4.10 GPS时钟源输入板（B码和天线输入） ...........................................................13 5.4.11 BD时钟源输入板（B码和天线输入） .............................................................14 5.4.12 IRIG-BDC-FIBER FC(820nm)板 .......................................................................14 5.4.13 IRIG-BDC-FIBER SC(1310nm)板 .....................................................................15 5.4.14 IRIG-BAC 输出板.............................................................................................15 六、扩展时钟使用方法 ................................................................................................................. 16 6.1 扩展时钟外观.................................................................................................................16 6.2 扩展时钟安装尺寸.........................................................................................................16 6.3 扩展时钟前面板指示灯及按键说明.............................................................................16 6.3.1 扩展时钟前面板.................................................................................................16 6.3.2 扩展时钟工作状态LED指示................................................................................16 6.3.3 扩展时钟按键说明..............................................................................................16 6.4 扩展时钟背板示意图及接线说明.................................................................................16 七、扩展插件................................................................................................................................. 16
电脑系统时间的同步与校准
电脑系统时间的同步与校准在我们日常使用电脑的过程中，可能很少有人会特别关注电脑系统时间的准确性。
但实际上，电脑系统时间的精准对于很多操作和应用都至关重要。
比如，我们在进行文件的创建、修改和访问时，时间记录的准确性可以帮助我们更好地管理和追踪文件的历史；在进行网络活动，如在线会议、网上交易等，准确的时间能确保各项操作的顺利进行。
那么，如何保证电脑系统时间的同步与校准呢？这就是我们接下来要探讨的问题。
首先，我们来了解一下为什么电脑系统时间会出现偏差。
电脑内部有一个时钟芯片来维持时间的运行，但这个时钟并不是绝对精准的。
它可能会受到多种因素的影响，例如电脑的硬件性能、温度变化、电池电量等。
而且，如果电脑长时间处于关机状态，再次开机时，系统时间可能就会与实际时间产生较大的差距。
为了解决这个问题，我们可以通过手动校准的方式来调整电脑系统时间。
在Windows 操作系统中，我们可以通过以下步骤进行手动校准：点击任务栏右下角的时间显示区域，在弹出的窗口中选择“更改日期和时间设置”。
在打开的“日期和时间”对话框中，点击“更改日期和时间”按钮，然后根据当前的准确时间进行调整。
在 Mac 系统中，点击屏幕左上角的苹果图标，选择“系统偏好设置”，然后点击“日期与时间”，在弹出的窗口中解锁后即可进行时间的修改。
然而，手动校准时间虽然简单直接，但存在一定的局限性。
首先，它需要我们自己去获取准确的时间信息，这可能会有些麻烦。
其次，如果我们不能及时发现时间的偏差并进行校准，可能会在一些应用中产生问题。
因此，自动同步时间的功能就显得尤为重要。
Windows 系统通常默认开启了时间自动同步功能。
它会通过连接到互联网上的时间服务器来获取准确的时间信息，并自动进行校准。
我们可以通过以下步骤来确认和设置时间自动同步：在“日期和时间”对话框中，切换到“Internet 时间”选项卡，确认“自动与 Internet 时间服务器同步”选项已勾选，并可以选择合适的时间服务器。
Linux时间同步,ntpd,ntpdate-简单设置
linux时间同步，ntpd、ntpdate在Windwos中，系统时间的设置很简单，界面操作，通俗易懂。
而且设置后，重启，关机都没关系。
系统时间会自动保存在Bios的时钟里面，启动计算机的时候，系统会自动在Bios里面取硬件时间，以保证时间的不间断。
但在Linux下，默认情况下，系统时间和硬件时间，并不会自动同步。
在Linux运行过程中，系统时间和硬件时间以异步的方式运行，互不干扰。
硬件时间的运行，是靠Bios电池来维持，而系统时间，是用CPU tick来维持的。
在系统开机的时候，会自动从Bios中取得硬件时间，设置为系统时间。
一.Linux系统时间的设置在Linux中设置系统时间，可以用date命令：//查看时间[root@localhost ~]# date2008年12月12日星期五14:44:12 CST//修改时间[root@localhost ~]# date --set "1/1/09 00:01" <== （月/日/年时:分:秒）2009年01月01日星期四00:01:00 CST//date 有几种时间格式可接受，这样也可以设置时间：[root@localhost ~]# date 012501012009.30 <== 月日时分年.秒2009年01月25日星期日01:01:30 CST二.Linux硬件时间的设置硬件时间的设置，可以用hwclock或者clock命令。
其中，clock和hwclock用法相近，只用一个就行，只不过clock命令除了支持x86硬件体系外，还支持Alpha硬件体系。
//查看硬件时间可以是用hwclock ，hwclock --show 或者hwclock -r[root@localhost ~]# hwclock --show2008年12月12日星期五06时52分07秒-0.376932 seconds//设置硬件时间[root@localhost ~]# hwclock --set --date="1/25/09 00:00" <== 月/日/年时:分:秒[root@localhost ~]# hwclock2009年01月25日星期日00时00分06秒-0.870868 seconds三.系统时间和硬件时间的同步同步系统时间和硬件时间，可以使用hwclock命令。
基于卫星授时的时间同步系统设计
基于卫星授时的时间同步系统设计一、引言本文将介绍基于卫星授时的时间同步系统设计，首先介绍卫星授时技术的原理以及优势，然后详细介绍时间同步系统的设计方案，最后对该系统进行性能分析。
二、卫星授时技术原理及优势卫星授时技术是利用人造卫星对地面接收设备提供高精度的时间信号，从而实现时间同步的一种技术手段。
卫星授时系统由卫星、地面站和卫星授时信号接收设备三部分组成。
卫星上的原子钟是实现卫星授时的核心，由于卫星高空运行，不受地面环境影响，原子钟具有非常高的精度和稳定性，可以提供非常准确的时间信号。
地面站接收卫星发送的时间信号，并通过时间比对和纠偏等技术，将卫星提供的时间信号传输到地面设备中。
地面设备接收到时间信号后，可以实现与卫星的时间同步。
（1）全球覆盖：由于卫星覆盖全球，卫星授时技术可以实现全球范围内的时间同步，不受地域限制。
（2）高精度：卫星上的原子钟具有非常高的精度和稳定性，可以提供高精度的时间信号。
（3）不受地面环境影响：卫星高空运行，不受地面环境的影响，可以提供稳定的时间信号。
三、时间同步系统设计方案基于卫星授时的时间同步系统设计方案主要包括卫星授时信号接收设备、地面时间同步系统和时间同步算法三部分。
1. 卫星授时信号接收设备卫星授时信号接收设备是将卫星发送的时间信号接收并传输到地面设备的关键环节。
卫星授时信号接收设备需要有良好的接收性能和抗干扰能力，保证可以稳定地接收到卫星发送的时间信号。
2. 地面时间同步系统地面时间同步系统是对接收到的时间信号进行处理和传输的系统。
地面时间同步系统一般需要包括时间信号处理模块、时间比对和纠偏模块以及时间同步信号输出模块。
时间信号处理模块主要是对接收到的时间信号进行滤波、放大和数字转换等处理，保证接收到的时间信号质量良好。
时间比对和纠偏模块主要是将接收到的时间信号与地面设备自身的钟进行比对和纠偏，保证地面设备的时间与卫星时间同步。
时间同步信号输出模块将同步后的时间信号输出给地面设备使用。
autosar cp 时间同步机制
AUTOSAR Classic Platform（CP）中的时间同步机制详解摘要在现代汽车电子电气架构中，尤其是在自动驾驶和高级驾驶辅助系统（ADAS）领域，精准的时间同步对于确保分布式ECU（电子控制单元）之间的协同工作至关重要。
AUTOSAR Classic Platform（CP），作为汽车开放系统架构的标准之一，提供了一套全面的时间同步解决方案以满足这一需求。
本文将详细介绍AUTOSAR CP中实现时间同步的核心机制、组件及其实现原理。
一、时间同步的重要性在复杂的分布式车载网络中，各个ECU需要基于精确的全局时间来执行相应的任务，例如传感器数据融合、控制算法执行以及与其他节点的数据交换。
时间同步可避免因时间差异导致的决策错误或系统性能下降，从而保障车辆的安全性和可靠性。
二、AUTOSAR CP时间同步模块——StbM (Timing Stub Master)AUTOSAR CP通过其内置的时间同步模块StbM来管理并实现整个系统内的时钟同步。
StbM模块是所有依赖于时间信息的应用软件组件（SWC）与硬件时间源之间的接口。
1. 全局时间获取与传播- StbM从高精度的时间源（如GPS接收器或其他可靠的时间基准）获取全局时间，并负责将其通过车载网络（如CAN、FlexRay或Ethernet）分发至各个ECU。
- 每个ECU上的StbM模块接收到全局时间后，会根据所采用的时间同步协议（如CanTSync或EthTSync）进行本地时间校准。
2. 时间戳记录与偏移计算- 在接收到全局时间消息的同时，StbM模块会记录下当时的本地时间戳。
- 通过对比全局时间和对应的本地时间戳，StbM能够计算出本地时钟与全局时钟之间的偏差，并据此调整本地时钟频率，实现时间同步。
3. 多跳同步与网络拓扑适应性- 在复杂的网络环境中，StbM支持多跳同步，即即使不是直接连接到主时间源的ECU也能间接实现时间同步。
- 同时，StbM设计时充分考虑了不同车载网络拓扑结构的特点，可以灵活地适应星型、树型、环型等各种网络结构。
PCS7时间同步
PCS7 V6.1下实现时间同步功能1. 简介时间同步Time Synchronization功能，顾名思义即在整个系统的各个组件之间实现时间的统一。
在PCS7系统中为什么要进行时间同步呢？我们知道，PCS7系统基于TIA的方式构建，整个系统包括许多不同的组件。
有ET200远程站点、AS自动化系统、服务器（或冗余服务器对）、工程师站、客户机或上位MES系统等。
所有的这些组件都拥有自己的时钟源，由于各个设备内部的时间晶振精度的差异、人为的原因等，系统中各个组件的本地时间往往是各不相同，各自为政。
这样可能会导致：√各个组件在生成的信息时所基于的时间参考点各不相同；√不能确认相应信息的准确时间；√在OS上位机所能看到的来自不同组件的报警消息等没有相互的可比性；例如，我们经常会碰到这样的问题，OS上位机上会看到一些时间标签为1994年的报警消息发生；或当前来的报警消息所显示的时间和本地计算机当前的时间相差8个小时；两个服务器上所看到的同一个变量的归档数据曲线不一致等。
这些问题都是因为没有在系统中组态时间同步的功能所导致的。
因此，时钟同步的功能对于PCS7的正常运行是非常重要的，PCS7系统中必须组态时钟同步的功能。
时钟同步的机理采用网络广播的方式。
在整个网络上，有主时钟Time Master和从时钟Time Slave两种角色。
√ Time Master：主时钟，负责在整个网络上发布自己的时钟信号。
一个网络上可以同时组态多个Time Master（参考如下注意事项中的内容），但实时运行时只有一个Time Master处于激活状态，其他Time Master为Time Master standby。
√ Time Slave：从时钟，被动接受网络上的时钟信号，同步本地的时钟源，一个网络上可以存在多个Time Slave。
注：多个Time Master的情况下，只允许将运行WinCC项目的OS组态成Time Master（通常选择服务器作为Time Master）。
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公司简介可为科技发展成立于2000年7月，位于市高新技术产业开发区高新孵化园（国家软件基地），是专业从事美国GPS全球定位系统，中国北斗星定位系统、原子钟等相关时间类产品研发、生产、销售的国家级高新技术企业。
由可为公司自行研发生产并提供的授时产品主要有：CT-TSS2000时间同步系统，CT-GPS25、CT-GPS301、CT-GPS2003、CT-GPS2002系列全球卫星同步时钟，CT-CBD001系列北斗星同步时钟等，这些产品的特点是输出格式多，时间精度和可靠性高，使用方便，不受地域等条件的限制，抗干扰能力强，广泛应用于同步时钟系统的建立以及各种需要高精度授时的自动化装置和自动化系统。
其中的CT-GPS2003具有网络接口(TCP/IP或NTP协议)，适用于计算机网络或自动化系统的高精度授时；CT-GPS2002具有IRIG-B码输出格式，适用于需要B码授时的自动化设备和自动化系统。
目前可为公司的授时产品已经在我国军队、电力、电信和民航等行业有近五千台套在运行使用，用户反应十分良好！鉴于我国电力行业迅速发展，与其相关的自动化产品迅速增长,电力系统的安全稳定运行对时间的基准同一和同步性及精度要求进一步提高，在电网的电厂变电站及调度中心建立专用的时间同步系统已经显得十分迫切和必要。
可为公司为此组织专业的技术队伍，成功研发了CT-TSS2000（COVE TECHNOLOGY - TIME SYNCHRONOUSSYSTEM 2000）时间同步系统。
CT-TSS2000时间同步系统是可为公司在六年来的专业积累基础上，充分发挥自身在授时产品领域的技术优势和应用经验，依托相关的科研院所和军工企业，结合美国GPS全球定位系统，中国北斗星定位系统、原子钟及IRIG-B码靶场时间标准等技术特点并考虑了各种涉及国家安全等的关联因素，在满足电力系统现在的需要及将来的发展要求基础上自主开发的具有国先进水平的授时产品，该产品是专业用于电厂变电站及调度中心同一时间基准和时间同步系统的建立的授时系统.该系统实现了时间多源头（GPS、北斗星、原子钟、高精度晶振、IRIG-B时间码基准）、输出多制式（串口、脉冲、网络、B码等）、满足多设备（系统输出可以任意扩展，可以满足任何规模任何方式的时间信号需求）的要求，保证了时间需求的高精确度、高稳定性、高安全性，高可靠性，将电力系统的时间同步精确度、稳定性、安全性和可靠性提高到一个更新更高的台阶。
可为公司具有现代企业的管理机制，注重人才培养及新产品开发，有严格的产品质量控制和售后服务体系，可为公司作为专业的授时产品的提供商和服务商，将不断拓展授时产品的应用空间和领域，积极致力于授时产品的行业应用、专业化和产业化。
可为公司将秉承“可为、有为、大有可为”的经营理念，以“立足科技、矢志创新、有所作为”为宗旨和“成为一流的时间类产品提供商和服务商”为目标，大力开发生产授时类产品，竭诚为我国的国防军事、电力电信和民航等行业和领域提供专业的授时产品全面解决方案。
可为公司愿与广大用户真诚合作，不断创新，共同发展。
携手合作，大有可为！目录一、概述 (1)二、引用标准 (1)三、CT-TSS2000对时方式简介 (2)四、CT-TSS2000对时基准简介 (3)五、系统方案 (4)六、CT-TSS2000的用途及特点 (5)七、技术指标 (6)(一)主时钟 (6)(二)信号扩展箱 (8)八、系统组成及组屏结构 (9)九、主要功能 (10)十、工作原理 (10)十一、时间报文 (11)十二、售后服务 (12)一、概述现在的电网大部分都是以超高压输电、大机组和自动化为主要特征的现代化大电网。
它的运行实行分层控制，设备的运行往往要靠数百公里外的调度员指挥；电网运行瞬息万变，发生事故后更要及时处理，这些都需要统一的时间基准。
为保证电网安全、经济运行，各种以计算机技术和通信技术为基础的自动化装置广泛应用，如调度自动化系统、故障录波器、微机继电保护装置、事件顺序记录装置、变电站计算机监控系统、火电厂机组自动控制系统、雷电定位系统等等。
这些装置的正常工作和作用的发挥，同样离不开统一的全网时间基准。
因此电力系统的安全稳定可靠运行对时间的基准同一和同步性及精度要求进一步提高，在电网的电厂变电站及调度中心等建立专用的时间同步系统已经显得十分迫切和必要。
自动化装置部都带有实时时钟，其固有误差难以避免，随着运行时间的增加，积累误差越来越大，会失去正确的时间计量作用，因此，如何对实时时钟实现时间同步，达到全网的时间统一，长期以来一直是电力系统追求的目标。
目前，这些装置部的实时时钟一般都带有时间同步接口，可以由某一种与外部输入的时间基准同步或自带高稳定时间基准的标准时钟源，如使用GPS或北斗星标准时间同步钟对其实现时间同步，这为建立时间同步系统，实现时间统一，提供了基础。
CT-TSS2000时间同步系统结合美国GPS全球定位系统，中国北斗星定位系统、原子钟及IRIG-B码靶场时间标准等技术特点并考虑了各种涉及国家安全等的关联因素，在满足电力系统现在的需要及将来的发展要求基础上自主开发的具有国先进水平的授时产品，该产品是专业用于电厂变电站同一时间基准和时间同步系统的建立的系统.该系统实现了时间多源头（GPS、北斗、原子钟、高精度晶振、IRIG-B码基准）、输出多制式（串口、脉冲、网络、B码等）、满足多设备（系统输出可以任意扩展，可以满足任何规模任何方式的时间信号需求）的要求，保证了时间需求的高精确度、高稳定性、高安全性，高可靠性，将电力系统的时间同步精确度、稳定性、安全性和可靠性提高到一个更新更高的台阶。
二、引用标准CT-TSS2000时间同步系统引用了以下技术标准、要求及规：HD/01-2002《华东电网时间同步系统技术规》GJB2242-1994 时统设备通用规GJB2991-1997 B时间码接口终端GB/T15527-1995 船用全球定位系统（GPS）接收通用技术条件GB11014-1990 平衡电压数字接口电路的电气特性GB/T6107-2000 使用串行二进制数据交换的数据终端设备和数据电路终接设备之间的接口GB/T14429-1993 远动设备和系统术语GB/T16435-1996 远动设备和系统接口GB/T17463-1998 远动设备和系统性能要求GB/T13926-1992 工业过程测量和控制装置的电磁兼容性三、授时方式简介CT-TSS2000时钟同步系统为电厂各种自动化装置或系统对时，给微机保护，故障录波，监控系统，热工控制，能量计费等设备和系统提供以下各种授时方式：1、脉冲同步信号：装置的同步脉冲常用空接点方式输入。
常用的脉冲信号有：1PPS ---每秒钟发一次脉冲1PPM ---每分钟发一次脉冲1PPH ---每小时发一次脉冲用途：对国产故障录波器、微机保护、雷电定位系统、行波测距系统对时。
故障录波装置分别由不同的厂家生产；保护装置国以许继、南瑞、南自、四方公司及阿继的产品为主。
2、串行口授时方式：装置通过串行口读取同步时钟每秒一次的串行输出的时间信息对时。
串行口又分为RS232接口和RS422（RS485）接口方式。
用途：对电能量记费系统、输煤PLC、除灰PLC、化水PLC、脱硫PLC、自动化系统、控制室时钟对时。
3 、IRIG—B方式授时：IRIG-B为IRIG委员会的B标准，是专为时钟的传输制定的时钟码。
国外进口装置式授时常使用该信号为输入方。
每秒输出一帧按秒、分、小时、日期的顺序排列的时间信息。
IRIG-B信号有直流偏置(TTL)电平、1KHz正弦调制信号、RS422电平方式、RS232电平方式四种形式。
用途：给某些进口保护或故障录波器授时。
如SEL公司保护、GE公司的保护、ABB公司的保护、HATHAWAY的故障录波器、ALSTOM公司的保护、惠安公司的自动化装置、莱姆公司的BEN5000故障录波器、西门子设备等。
有了以上授时接口方式，可就以变电站和电厂及调度中心的所有需要时间信号的装置和系统授时，达到同一时间基准和时间同步的目的。
四、时间系统授时基准简介CT-TSS2000时间同步系统所使用的时间基准主要有GPS、北斗星、外部IRIG-B时间码、恒温晶体振荡器、铷原子钟等等；1、GPS简介：全球定位系统(GPS)是本世纪70年代由美国研制的新一代空间卫星导航定位系统，全球定位系统由三部分构成：(1)地面控制部分，由主控站(负责管理、协调整个地面控制系统的工作)、地面天线(在主控站的控制下，向卫星注入寻电文)、监测站(数据自动收集中心)和通讯辅助系统(数据传输)组成；(2)空间部分，由24颗卫星组成，分布在6个道平面上；(3)用户装置部分，主要由GPS接收机和卫星天线组成。
24颗GPS卫星在离地面1万2千公里的高空上，以12小时的周期环绕地球运行，使得在任意时刻，在地面上的任意一点都可以同时观测到4颗以上的卫星。
由于卫星的位置精确可知，在GPS观测中，我们可得到卫星到接收机的距离，利用三维坐标中的距离公式，利用3颗卫星，每秒钟就可以组成3个方程式，解出观测点的位置(X,Y,Z)。
考虑到卫星的时钟与接收机时钟之间的误差，实际上有4个未知数，X、Y、Z和钟差，因而需要引入第4颗卫星，形成4个方程式进行求解，从而得到观测点的经纬度和高程。
2、北斗星简介：“北斗一号”卫星定位系统是中国自主设计发射并管理运行的的区域性全天候定位导航系统，该系统采用我国最先进的红Ⅲ号通讯卫星平台，由两颗地球静止卫星(800E和1400E)、一颗在轨备份卫星(110.50E)、中心控制系统、标校系统和各类用户机等部分组成。
系统的工作过程是：首先由中心控制系统向卫星I和卫星II同时发送询问信号，经卫星转发器向服务区的用户广播。
用户响应其中一颗卫星的询问信号，并同时向两颗卫星发送响应信号，经卫星转发回中心控制系统。
中心控制系统接收并解调用户发来的信号，然后根据用户的申请服务容进行相应的数据处理。
对定位申请，中心控制系统测出两个时间延迟：即从中心控制系统发出询问信号，经某一颗卫星转发到达用户，用户发出定位响应信号，经同一颗卫星转发回中心控制系统的延迟；和从中心控制发出询问信号，经上述同一卫星到达用户，用户发出响应信号，经另一颗卫星转发回中心控制系统的延迟。
由于中心控制系统和两颗卫星的位置均是已知的，因此由上面两个延迟量可以算出用户到第一颗卫星的距离，以及用户到两颗卫星距离之和，从而知道用户处于一个以第一颗卫星为球心的一个球面，和以两颗卫星为焦点的椭球面之间的交线上。
另外中心控制系统从存储在计算机的数字化地形图查寻到用户高程值，又可知道用户出于某一与地球基准椭球面平行的椭球面上。