GPS秒脉冲.
GPS对时脉冲
GPS 卫星同步时钟 一、GPS 对时的意义：随着科学技术与国民经济的发展，各行各业对标准时钟与标准频率的要求也日益增长，尤其在我国的基础行业――电力、通信、交通的高速发展中更加突出。
在时间就是金钱的时代，保持时间的正确性是一项十分重要的基础工作。
故障录波器作为继电保护产品在电力系统起着重要作用。
统一电力系统时钟让故障录波器和保护装置响应同一卫星时钟为电力专业人员分析故障有重大意义。
1#柜GPSn#柜GPSGPS2#柜三、对时种类及原理：1 报文对时方式：支持多种通信规约，RS232接口。
2 脉冲方式硬对时：1PPS、1PPM、1PPH、有源（DC5V、12V、24V、48V、110V、220V）、无源.原理如图所示：GPS输入根据信号的电压大小选择对应的电阻，具体跳线方法参见跳线说明，GPS信号经过合适的电阻限流后触发光耦，光耦输出信号经过U6（反相施密特触发器）将信号取反后触发IRQ10（中断10）。
U6（74HCT14）：反相施密特触发器，在对时回路中用于脉冲电平信号的转换（信号取反）。
(光耦合器（optical coupler，英文缩写为OC）亦称光电隔离器，简称光耦。
光耦合器以光为媒介传输电信号。
它对输入、输出电信号有良好的隔离作用，所以，它在各种电路中得到广泛的应用。
目前它已成为种类最多、用途最广的光电器件之一。
光耦合器一般由三部分组成：光的发射、光的接收及信号放大。
输入的电信号驱动发光二极管（LED），使之发出一定波长的光，被光探测器接收而产生光电流，再经过进一步放大后输出。
这就完成了电—光—电的转换，从而起到输入、输出、隔离的作用)。
四、目前我公司产品选用的对时方式：目前我公司用的最普遍的是无源分脉冲硬接点对时。
同时也有采用串口和IRIG-B对时。
五、接线原理及跳线方法：（见图）7.4.1GPS回路原理说明元器件对应如下：当光耦通过》1mA电流时就导通，同时触发10号中断。
GPS对时采用分脉冲对时，其它对时方式暂不考虑。
GPS2000说明书
一 . 装置的用途及特点T-GPS2000电力系统同步时钟(以下简称T-GPS2000)利用GPS(全球定位系统)卫星发送的秒同步信号，向电力系统各种自动化装置提供精确的同步时间信号。
T-GPS2000主要可应用于以下几个方面:1)为电网自动化装置如故障录波器、事件计录仪、微机继电保护及安全自动装置、远动及微机监控系统等提供时间标记。
2)用于频率监视的标准时钟，即调度上通过工频钟与标准时间的差异来比较系统频率误差积累情况。
3)用于相位测量的同步时钟，采用T-GPS2000来同步采样脉冲，同步误差很小，可以保证相位测量的准确性。
4)用于故障测距，特别为研制双端行波测距原理的装置创造了条件。
5)用于继电保护装置试验，检验线路纵联保护( 高频相差保护装置)。
T-GPS2000主要有以下特点:1)时间精度高，达微秒级。
2)信号接收可靠性高，不受电站地域条件的限制。
3)可编程设定的秒、分钟同步脉冲输出，并可经串行口输出时间信息，可方便地由各种自动化装置选用。
4)装置的所有信号输出均经光电隔离，抗干扰能力强。
5)装置具有多种串行信息输出与交互方式，以满足用户不同的信号利用要求。
6)架装式结构，2U、19”标准机箱,安装使用方便。
7)按键控制,使用灵活。
二．技术指标1.环境条件1)工作温度: 0 ℃～ +40 ℃2)贮存温度: -40 ℃～ +50 ℃2.电气条件1)电源: 直流 176～260V交流 220V ±20% 47Hz ～63Hz 2)功耗: 不大于 5W3.性能指标1)获得数据时间:--- 瞬时断电后重开机， ≤20秒。
--- 位置未变，重开机， ≤45秒。
--- 位置和时间变化重开机， ≤90秒。
--- 本地第一次开机， ≤90秒。
2)位置精度: ±0.1′3)时间精度: 1μs4)输出端口特性:--- 空接点C 、E 间外接电压： V CE < 30V--- 空接点C 、E 间允许电流： I CE < 50mA4.串行接口RS 232C 输出和RS422/485输出，波特率 (1200、2400、4800、9600)可选。
智能变电站常用的对时方式的分析
智能变电站常用的对时方式的分析摘要：通过对智能变电站的脉冲对时、IRIG-B码对时的原理的分析与探讨，对比出各自的优缺点以及适用场合，从而为理解智能站的对时系统打好基础。
关键字：智能变电站；对时方式；脉冲对时；IRIG-B码1. 引言变电站中常用的对时方式有：脉冲对时（硬对时）、串口通信（软对时）、编码对时。
在智能站中，最常见的授时方式有脉冲对时、直流IRIG-B码对时。
本文就此两种对时方式做了详细的说明。
2. 脉冲对时2.1 概述脉冲对时信号主要分为三种：秒脉冲信号PPS（Pulse per Second）、分脉冲信号PPM（Pulse per Minute）和时脉冲信号PPH（Pulse per Hour）。
秒脉冲是利用GPS所输出的每秒一个脉冲方式进行时间同步校准，获得与UTC同步的时间准确度较高，上升沿的时间误差不大于1μs，这是国内外IED常用的对时方式；分脉冲是利用GPS所输出的每分钟一个脉冲方式进行时间同步校准。
其输出方式有TTL电平、静态空接点、RS-422、RS-485和光纤等。
脉冲对时方式进行对时时，装置利用GPS所提出的时间脉冲信号进行时间同步校准，常见的秒脉冲信号如图3所示：图1 秒脉冲信号2.2 技术指标智能变电站的过程层设备若采用1PPS对时方式，应采用850nm波长的光纤接口，其技术指标如下：（1）脉冲宽度th＞10ms；（2）秒准时沿：上升沿，上升时间≤100ns；（3）上升沿的时间准确度：优于1μs；（4）使用光纤传导时，亮对应高电平，灭对应低电平，由灭转亮的跳变对应准时沿。
2.3 特点脉冲对时方式的特点如下：（1）实现简单：可适用于以翻转序号为主要应用的装置，如合并单元等；可用电缆或光缆作为传输通道；（2）抗干扰能力弱于IRIG-B码；（3）不能传输完整的时间信息，需与串口报文等其他报文配合使用；（4）对时误差不小于1μs，只能对时到秒。
3. IRIG-B码对时3.1 概述IRIG（InterRange Instrumentation Group）时间标准有两大类：（1）并行时间码：这类码由于是并行格式，传输距离较近，且是二进制，因此远不如串行格式广泛；（2）串行时间码：共有六种格式，即A、B、C、D、E、G、H。
GPS授时系统
GPS授时系统设计摘要：使用GPS25一LVS OEM板(接收机)接收卫星信号，通过串口异步通信把数据传送给89C51单片机，单片机通过并口控制LED显示，从而实现GPS准确授时．同时，介绍了GPSOEM板输出的数据形式，并采用NMEA_0183格式中最常用的“$GPGGA”格式输出，由“$G —PGGA”数据输出格式可编写出相关的接收程序．关键词：GPS授时；0EM板；秒脉冲0 引言时间信号的准确与否，直接关系到人们的日常生活、工业生产和社会发展．人们对时间精度的要求也越来越高．天文测时所依赖的是地球自转，而地球自转的不均匀性使得天文方法所得到的时间(世界时)精度只能达到910-．因此“原子钟”广10-，“原子钟”精度可达12泛运用到精密测量和日常生活、生产领域．GPS接收机授时系统是利用接收机接收卫星上的“原子钟”时间信号，然后把数据传输给单片机进行处理并显示出时间，由此可制作出GPS精密时钟．目前已有专门用于授时的授时型接收机，可以提供ns级的精确时间，但由于其价格昂贵，多数用户难以接受，因此无法普及．本文采用具有定时功能的GPS 0EM板的串口输出的协调世界时进行授时，可提供经济、实用、准确的公众时间，避免了因时钟不准确给生活、生产带来的不便．．0.1 GPS系统简介1973年12 月，美国国防部组织陆海空三军联合研制新一代的卫星导航系统：“Navigation Satellite Timing and Ranging/Global Positioning System”，意为“卫星测时测距导航全球定位系统”，简称 GPS。
原系美国国防部军事系统中的一个组成部分，现已广泛应用于航海、航天、测量、通信、导航、智能交通等诸多领域。
它是新一代精密卫星定位系统，是现代科学技术迅速发展的结晶。
GPS 是一种全球性、全天候的卫星无线电导航系统，可连续、实时地为无限多用户提供。
由于 GPS 定位技术具有精度高、速度快、成本低的显著优点，因而己成为目前世界上应用范围最广、实用性最强的全球精密授时、测距和导航定位系统。
GPS接收器特性
恒温晶体振荡器：1×10－8
GPS可训晶体振荡器：1×1Fra bibliotek－12铷原子频标：1×10－11
北斗卫星
6通道北斗接收，时间准确度≤100ns
电源
直流/交流自适应。95～265V交流；110～250V直流,双电源供电可选配。
箱体结构尺寸
标准1U或2U高，19英寸宽机架安装。
典型尺寸：44 /88(高)×450(宽)×300(深)。
GPS接收器特性
1PPS秒脉冲定时准确度≤50ns；定位精度10米。
天线射频灵敏度-166dbw；阻抗50欧。
接收频率1575.42MHZ.
GPS天线的馈线长30米(可定制到40～180米)
网络时间同步
局域网1-10ms；城域网小于50ms，协议：NTP/SNTP，ARP，UDP/ Time，Telnet，SNMP，MD5，ICMP，DHCP，TFTP，NTP V4，V3，V2，V1，NTP SERVER或NTP Client可选择。
MTBF
>80000小时
对时精度
脉冲、B码：0.1μS，串口：10μS，NTP/SNTP：1-10ms，PTP:70 nS
主要技术指标：
1、可实现单双套作息时间程序设定单编程每天（84次打铃）双编程每天（2X42次打铃），在季节过渡，作息时间变更时，无须重新设定，直接切换即可；初次上电默认为84次单编程模式。
2、打铃控制点可随意设在一周内的任意时间，最短间隔1分钟。
3、打铃可输出1秒——99秒之间调整；系统默认10秒。
4、程序自动检查、修改功能（快速显示所设定的时间点，随意增补、删除或修改设定）。
5、数码显时、发光指示、轻触按键式操作，一看即会。
6、一周内可任意设置几天不打铃。
同步相量测量装置作用
同步相量测量装置作用同步相量测量装置（PMU：phasor measurement unit）是利用全球定位系统（GPS）秒脉冲作为同步时钟构成的相量测量单元。
可用于电力系统的动态监测、系统保护和系统分析和预测等领域．是保障电网运行的重要设备。
目前世界范围内已安装使用数百台PMU。
PMU的基本原理为：滤波处理后的交流信号经A/D转换器量化，微处理器按照算法计算出相量。
依照IEEE标准1344-1995规定的形式将正序相量、时间标记等装配成报文，通过专用通道传送到远端的数据集中器。
数据集中器收集来自各个PMU的信息，为全系统的监视、保护和控制提供数据。
同步相量测量技术在电力系统状态估计与动态监视、稳定预测与控制、模型验证、继电保护、故障定位等方面获得了应用或有应用前景。
（1）状态估计与动态监视：状态估计是现代管理系统（ems）重要的功能之一。
传统的状态估计使用非同步的多种测量（如有功、无功功率，电压、电流幅值等），通过迭代的方法求出电力系统的状态，这个过程通常耗时几秒钟到几分钟，一般只适用于静态状态估计。
（2）稳定预测与控制：同步相量测量技术可在扰动后的一个观察窗内实时监视、记录动态数据，利用这些数据可以预测系统的稳定性，并产生相应的控制决策。
基于同步相量测量技术，采用模糊神经元网络进行预测和控制决策，取pmu所提供的发电机转子角度以及由转子角度推算出的速度（变化率）等作为神经元网络的输入，输出对应稳定、不稳定。
在弱节点处安装pmu，可以观测电压稳定性。
pss利用pmu所提供的广域相量作为输入，构成全局控制环，可以消去区域间振荡。
（3）模型验证：电力系统的许多运行是在数值仿真的基础上得到的，而仿真程序是否正确在很大程序上取决于所采用的模型。
同步相量测量技术使直接观察扰动后的系统振荡成为可能，比较观察所得的数据与仿真的结果是否一致以验证模型，修正模型直到二者一致。
（4）继电保护和故障定位：同步相量测量技术能提高设备保护、系统保护等各类保护的效率，显着的例子就是自适应失步保护。
GPS常用术语及英文缩写
GPS 常用术语及英文缩写GPS作为野外定位的最佳工具，在户外运动中有广泛的应用，在国内也可以越来越经常地看见有人使用了。
GPS不象电视或收音机，打开就能用，它更象一架相机，你需要有一定的知识。
首先大家要弄清使用GPS时常碰到的一些术语：1.坐标(coordinate)有2维、3维两种坐标表示，当GPS能够收到4颗及以上卫星的信号时，它能计算出本地的3微坐标：经度、纬度、高度，若只能收到3颗卫星的信号，它只能计算出2维坐标：精度和纬度，这时它可能还会显示高度数据，但这数据是无效的。
大部分GPS不仅能以经/纬度(Lat/Long)的方式，显示坐标，而且还可以用UTM(Universal Transverse Mercator)等坐标系统显示坐标但我们一般还是使用LAT/LONG系统，这主要是由你所使用的地图的坐标系统决定的。
坐标的精度在Selective Availability(美国防部为减小GPS精确度而实施的一种措施)打开时，GPS的水平精度在50-100米之间，视接受到卫星信号的多少和强弱而定，若根据GPS的指示，说你已经到达，那么四周看看，应该在大约一个足球场大小的面积内发现你的目标的。
在SA关闭时，精度能达到15米左右。
高度的精确性由于系统结构的原因，更差些。
经纬度的显示方式一般都可以根据自己的爱好选择，一般有\"hddd.ddddd\",\"hddd*mm.mmm\"\"，\"hddd*mm\"ss.s\"\"\"(其中的“*”代表“度”，以下同)地球子午线长是39940.67公里，纬度改变一度合110.94公里，一分合1.849公里，一秒合30.8米，赤道圈是40075.36公里，北京地区纬在北纬40度左右，纬度圈长为40075*sin(90-40),此地经度一度合276公里，一分合1.42公里一秒合23.69米，你可以选定某个显示方式，并把各位数字改变一对应地面移动多少米记住，这样能在经纬度和实际里程间建立个大概的对应。
ST2000系列GPS标准时钟说明书
ST2000系列GPS标准时钟说明书（V2.1）使用前请仔细阅读本说明书该说明书内容可能修改，请注意最新版本目录一、概述 (3)二﹑技术指标 (3)三、通讯规约 (4)四、结构，功能配置及使用说明 (6)A、普通型标准时钟系列 (6)（一）、ST2000-1A型GPS (6)（二）、ST2000-2A型GPS (8)（三）、ST2000-2C型GPS (10)1．规约1（BJT规约） (13)2．规约2（BCD规约） (13)3．规约3（ST规约，无校验） (13)4．规约4（ST规约，有校验） (14)（四）、ST2000-4C型GPS（原ST2000-4型） (15)B、冗余切换系列 (18)（一）、ST2000-2C2R冗余切换装置 (18)（二）、ST2000-2CXR冗余切换装置 (22)（三）、ST2000-2GR冗余切换装置 (44)（四）、ST2000-2BR冗余切换装置 (46)（五）、ST2000-2CGR冗余切换装置 (47)（六）、ST2000-2CBR冗余切换装置 (49)C、扩展子时钟系列 (51)(一)、ST2000-2PE脉冲扩展装置 (51)(二)、ST2000-2CPE扩展装置 (53)(三)、ST2000-4CPE扩展装置 (56)五、使用说明 (59)六、附录： (62)（一）、标准秒脉冲与扩展脉冲之间的误差（附行业标准要求） (62)（二）、南京融瑞科技有限公司GPS产品命名规则 (64)（三）、南京融瑞科技有限公司GPS功能对照表 (65)一、概述随着电力系统自动化技术的发展,系统对时间统一的要求越来越迫切,对时间的同步精度也越来越高,我们研制的ST2000系列GPS标准时间同步钟是专门为电力系统的自动化提供高精度时间基准的时间同步设备。
该设备以美国导航卫星全球定位系统为时间基准，时间同步精度1us，它选用美国专业生产厂家生产的GPS接收机部件进行二次开发研制而成。
ST2000系列GPS标准时钟说明书
ST2000系列GPS标准时钟说明书（V2.1）使用前请仔细阅读本说明书该说明书内容可能修改，请注意最新版本目录一、概述 (3)二﹑技术指标 (3)三、通讯规约 (4)四、结构，功能配置及使用说明 (6)A、普通型标准时钟系列 (6)（一）、ST2000-1A型GPS (6)（二）、ST2000-2A型GPS (8)（三）、ST2000-2C型GPS (10)1．规约1（BJT规约） (13)2．规约2（BCD规约） (13)3．规约3（ST规约，无校验） (13)4．规约4（ST规约，有校验） (14)（四）、ST2000-4C型GPS（原ST2000-4型） (15)B、冗余切换系列 (18)（一）、ST2000-2C2R冗余切换装置 (18)（二）、ST2000-2CXR冗余切换装置 (22)（三）、ST2000-2GR冗余切换装置 (44)（四）、ST2000-2BR冗余切换装置 (46)（五）、ST2000-2CGR冗余切换装置 (47)（六）、ST2000-2CBR冗余切换装置 (49)C、扩展子时钟系列 (51)(一)、ST2000-2PE脉冲扩展装置 (51)(二)、ST2000-2CPE扩展装置 (53)(三)、ST2000-4CPE扩展装置 (56)五、使用说明 (59)六、附录： (62)（一）、标准秒脉冲与扩展脉冲之间的误差（附行业标准要求） (62)（二）、南京融瑞科技有限公司GPS产品命名规则 (64)（三）、南京融瑞科技有限公司GPS功能对照表 (65)一、概述随着电力系统自动化技术的发展,系统对时间统一的要求越来越迫切,对时间的同步精度也越来越高,我们研制的ST2000系列GPS标准时间同步钟是专门为电力系统的自动化提供高精度时间基准的时间同步设备。
该设备以美国导航卫星全球定位系统为时间基准，时间同步精度1us，它选用美国专业生产厂家生产的GPS接收机部件进行二次开发研制而成。
电力系统GPS对时简介
电力系统GPS对时简介电力系统GPS对时简介电力系统GPS对时简介[摘要] 电力系统继电保护及自动装置因精确对时而应用全球定位系统（GPS）。
本文对应用的几种标准形式进行了介绍和比较。
[关键词] 全球定位系统继电保护精确对时随着人类活动范围的日趋扩展及航海、航空、测绘、勘探技术的不断发展和军事应用的需要，指导航行的方式亦由远古时代用自然恒星和指南针的方式演变为今天的无线电导航、卫星导航，全球定位系统（Global Positioning System简称GPS）就是这样一个卫星导航系统。
GPS是美国国防部自1973年开始研制的第二代卫星导航系统，历时21年，于1994年正式投入运行。
它最初是为美国军方提供服务，但随着它的发展，在交通、测量、航空等民用领域里获得了广泛的应用。
该系统拥有24颗卫星，分布于6个轨道平面上，构成一个定时定位网。
GPS卫星用两个频率发射单射测距信号，即L1频率为1575.42MHz和L2频率为1227.6MHz,还广播卫星的估计位置。
用户同时测量到4颗恒星的距离，即可解出四个未知数，它们通常是纬度、经度、高程和用户钟的改正数。
如果已知其中任何一个未知数，则用的卫星数可以减少。
这样，通过对观测点和各卫星基点之间的距离测量，它可以为全球各地固定式移动用户提供用户自身的实时三维位置、速度和时间信息，实时计算出观测点精确的地理位置、标准时间、速度等信息。
GPS提供两种定位服务，即基于精码（P码）的精密定位服务（PPS）和基于粗码（C/A）的标准定位服务（SPS）。
PPS信号被加密，非授权用户不能使用，大部分民间用户只能依赖C/A码或SPS。
这样，基于粗码的SPS不能完全满足用户在精度、可用性和完好性方面的要求。
为此，从GPS获得的时间必须经过软、硬件的技术处理，可以使用户所在位置的世界时（VTC）达到亚微秒的精度，满足用户对精确时间的要求。
这就使GPS具有全球覆盖、全天候、高精度的特征，在飞机导航、海陆交通管理、资源调查、测绘、勘探、导游等方面都有广泛的应用。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
1PPS：秒脉冲
英文全称：1 Pulse Per Second
GPS组合频率标准： 校频机组成 GPS 铷原子频标由GPS 接收板、
铷振荡器、锁相电路、分频电路等部分组成。 可以输出频率信号,1PPS
信号,以及时间码信息。还有外部频率输入和外部秒信号输入选项。
运动控制芯片：0mm)、脚距:0.65mm 无铅*最外形:23.8x17.8x3.05mm
(内尺寸14.0mm×20.0mm×2.7mm) 2轴独立控制 驱动速度:1PPS～
4MPPS 速度曲线:定速、台形、抛物线、S形 自动原点输出(新功能)。
时间同步：故一般不这样做。在导航系统用户设备中。除授时型接收
机在定位后需要调整1PPS信号前沿出现时刻外(它要求输出秒信号
的时刻与标推时钟秒信号出现时刻一致),一般可用数学方法扣除钟
差。时间同步的另一种方法是用无线电波传播时间信息。
●1PPS信号特性
本模块输出高精度1PPS信号，精度优于50ns，占空比为50％，
1PPS信号上升沿为时间同步点，上升沿时间小于5ns。第一帧串口报
文信息与1PPS信号同步精度约为36ms。如图1所示：
产品随机配备北斗授时控制平台软件，实现北斗接收通道、天线坐标
位置设置和北斗接收状态监测等功能。
●主要技术指标
基本特征
接收通道 3个通道
接收能力 跟踪3颗卫星，处理6个波束数据
性能特点 捕获时间 捕获时间 < 2 s，重捕时间 < 1 s 授时精度 优于30ns（1σ） 锁定时间 时钟（1PPS）锁定时间优于5分钟 坐标基准 WGS-84 时间输出 中国UTC时间输出
参数设置 天线坐标位置 北斗接收波束
1PPS信号时延
输出信息 时间，纬度，经度，高程，接收机状态
电气特性 电源规格 4.5V至5.5Vdc，波纹电压峰峰值小于100mV 1PPS信号电平 占空比50％，上升沿小于5ns，LVCMOS
功耗 <3.1W @ 5Vdc，含天线
机械特性
尺寸 92*58*10毫米
重量 300克
硬件接口
开式插座，100mil间距
天线接头：MMCX
环境特性
工作温度 -20°C～+70°C
工作湿度 <95％，不冷凝