基于GPS时间传递的多站精确时间同步方案
gps同步时钟在航天210所的成功案例
gps同步时钟在航天210所的成功案例2019年初，中国航天科工集团第二研究院二一〇研究所在与我公司进行多次交谈后，确认gps同步时钟的基本功能后，根据其要求做出满足使用的gps同步时钟。
在经过各种严格的测试环境后，仍然未出一次故障，210所对此很满意，已将我公司纳为时间频率行业唯一合格供应商。
一、gps同步时钟工作原理gps同步时钟是对现代高科技自动化系统中的计算机及控制装置等进行校时的高科技产品。
NTP协议用于把计算机或者其他的网络设备的时间同步到标准的UTC时间。
网络时钟服务器从GPS卫星上获取到UTC时间信号，并将这些标准的时间信息经过内部高科技处理后通过网口传输给网络系统中需要标准时间信息的设备，这样就可以实现整个系统内的时间同步。
世界上大多数国家采用的标准时间标度是基于地球自转的世界协调时和基于地球公转的公历，UTC时间可以通过多种途径传播。
GPS 卫星导航系统在每颗卫星上都安装有精密的原子钟，并由监测站经常进行校准。
卫星发送时间信息的同时也发送精确的时间信息。
GPS接收机接收此信息。
目前自动化系统采用的时间标准就是UTC时间。
二、有源同步和无源同步任何时间应用系统都应该具有维持时间增长和，该应用系统的用户获取时间的事实上已经成为世界上大多数时间应用系统的基本唯一途径就是访问系统的时间保持体系该时间保时间标准，所以研究持体系就是应用系统的内部时间基准很显然，用户计算机网络的时间同步必须研究有源同步，即必须引访问系统时间保持体系的过程就是用户将自己的时入GPS的时间信号才显得有绝对的意义，在这里，我钟与内部时间基准同步的过程。
由于该系统的内部们将计算机网络中能够起到维持时间增长、保持时间时间基准与外部时间没有关联，同步过程仅限于内稳定的体系称之为时间服务器部。
所以，我们可称之为无源同步或相对同步。
世界协调时与国际原子时保持一致，由于TAI是国际时间管理局将分布在世界25个国家的10多个原子时标经过加权平均以后得到的时间，并且，世界所有官方的标准时间系统都遵从UTC的跳秒。
交换机时间同步解决方案
交换机时间同步解决方案在计算机网络系统中，交换机起到连接不同设备之间的桥梁作用。
准确的时间同步对于网络运行和数据传输至关重要。
以下是一些解决方案，用于保证交换机之间的时间同步性。
1. 使用网络时间协议（Network Time Protocol，NTP）： NTP是一种用于同步计算机中时间的协议。
交换机可以连接到具有精确时间源的NTP服务器，从而确保其时间与服务器同步。
NTP使用时间服务器提供的时间信息，通过网络传输到各个交换机，以保持时间同步。
2. 使用时间同步协议（Time Sync Protocol，TSP）：TSP是一种专门用于同步网络设备时间的协议。
交换机可以运行TSP客户端，并连接到TSP服务器。
服务器会将准确的时间信息传输给交换机，从而确保交换机之间的时间同步。
3. 使用单一主控交换机：在某些网络环境下，可能会选择设置单一的主控交换机来管理整个网络。
这个主控交换机将提供时间同步功能，并将准确的时间信息传输给其他交换机。
其他交换机可以通过连接到主控交换机来同步时间。
4. 使用自动时间同步功能：现代交换机通常具有内置的自动时间同步功能。
管理员可以通过启用此功能，在交换机之间自动进行时间同步。
交换机将连接到时间服务器或其他时间源，以确保其时间与网络中的其他设备保持同步。
5. 使用GPS同步时间：某些高端交换机可能支持通过连接GPS接收器来同步时间。
GPS接收器可以提供高精度的时间信息，从而确保交换机的时间准确性。
需要注意的是，在实施交换机时间同步解决方案时，需要确保网络中的所有设备都参与到时间同步过程中。
同时，网络管理员还应定期检查和更新时间源，并确保解决方案持续有效。
综上所述，交换机时间同步对于网络系统的稳定运行和数据传输至关重要。
通过使用适当的时间同步解决方案，可以确保交换机之间的时间同步性，从而提高网络的可靠性和性能。
交换机时间同步对于计算机网络的运行和管理非常重要，特别是在需要准确记录和比较时间戳的应用中，如日志记录、安全审计、数据备份等。
GNSS+1588v2高精度时间同步技术实现
现代电子技术Modern Electronics Technique2024年3月1日第47卷第5期Mar. 2024Vol. 47 No. 50 引 言目前国内电信运营商主要采用的时间同步技术是GNSS 卫星授时同步技术[1]。
这种方法主要是在各个基站上部署GNSS 信号接收器，从而获得高精度的时间基准源用于同步各个基站内的时间，实现各个基站的时间同步[2]。
然而随着5G 部署数量的增大，室内基站也呈现几何数量的增长，势必会存在卫星信号覆盖盲区[3]。
此外，GNSS 信号接收器的安装和维护成本相对较高，不利于5G 基站的大规模部署。
基于1588v2的本地高精度时间同步网络[4⁃5]，通过网络中的时间链路传递承载设备配置1588v2功能，使得网络中间边界时钟节点的一个端口作为从时钟，与上级时钟保持同步，其他端口则作为下一级时钟系统的主时钟，生成新的1588v2报文向下游传递[6]。
通过该方式将时钟源时间基准信号逐点传递至5G 基站设备。
GNSS+1588v2高精度时间同步技术实现王潇禾， 李雪梅， 廖 麒（成都理工大学 机电工程学院， 四川 成都 610059）摘 要： 5G 高精度时间同步是作为5G 基站建设的重要要求之一，但随着5G 室内基站数量呈现几何级数增长，使用GNSS 授时同步时钟势必会存在很多限制，比如容易受场地环境的影响无法获取卫星信号、GNSS 接收机的成本突增，所以使用GNSS 时钟同步技术不适合5G 基站的大规模部署。
文中提出一种基于OCTEON Fusion 平台的GNSS+1588v2时间同步技术实现方案，其特点在于使用层次式同步，通过GNSS 给一个时钟系统同步授时，被授时的时钟系统作为主时钟系统通过1588v2地面链路给下一级时钟系统授时，实现一个GNSS 给多个基站同步授时。
文中对现有的GNSS 时钟同步授时进行分析，在此基础上提出一种基于OCTEON Fusion 平台的GNSS+1588v2时间同步方案，在对此方案的同步精度和同步稳定性的测试中，时钟同步精度达到10 ns 左右，同步稳定性达到10 ns 以内。
浅谈GPS+北斗双时钟系统在5G基站上的应用
网络信息工程2021.10浅谈GPS+北斗双时钟系统在5G基站上的应用汪琰(中国移动通信集团湖北有限公司武汉分公司，湖北武汉，430023)摘要：作为一个高精度时钟源，GPS精度可以达到微秒级，可支持基站实现频率同步和时间同步。
北斗，中国自行研制的全球卫星导航系统，是继GPS、GLONASS之后第三个成熟的卫星导航系统，实现原理和功能与GPS类似。
当时间同步源为北斗时,gNodeB通过支持北斗功能的单板与北斗天馈系统相连，从同步卫星系统中获取同步信号实现gNodeB同步功能。
本文对GPS、北斗时钟同步系统原理进行分析，提出一种基GPS+北斗的双时钟解决方案，将其应用在5G基站上。
关键词:GPS；高精度；时钟源；基站；北斗Application of GPS+Beidou Dual Clock System in5G Base StationWang Yan(China Mobile communication Group Hubei Co.LTD・Wuhan Branch,Wuhan Hubei,430023) Abstract:As a high-precision clock source,GPS precision can reach microsecond level,can support base stations to achieve frequency synchronization and time synchronization.Beidou,China.'s selfdeveloped global satellite navigation system,is the third mature satellite navigation system after GPS and GLONASS,which is similar in principle and function to GPS.When the time synchronization source is Beidou,GNODEB is connected to the Beidou airtenna feed system through the single board supporting Beidou function,and the synchronization signal is obtained from the synchronous satellite system to realize the synchronization function of GNODEB.In this paper,the principle of GPS and Beidou clock synchronization system is analyzed,and a dual clock solution based on GPS+Beidou is proposed,which is applied in5G base station.Keywords:GPS;High precision;The clock source;The base station;BDS1GPS应用背景与原理1.1时间同步时间信号是带有年月日时分秒时间信息的时钟信号。
变电站GPS时间同步系统的配置
维普资讯
内 蒙 古 电 力 技 术 和继 电保护小 室 的电磁场环境 下正 常运 行 。
２０ 年第 ２ 卷第 １ ０８ ６ 期
根据请求 输Hale Waihona Puke 出或按用 户指定 的方式输 出 。
５２ 时 间 同 步 信 号 电 接 口 ．
４ Ｇ Ｓ时 钟对 时 系 统 的 构成 Ｐ
互 为备用 。主时钟应 满足所 有 时间 同步 信号扩 展装
ｆ 收稿 日期】２ ０ － １０ ０８ ０ － ８
【 作者 简 介］葛 惠珠 （９ ２ ） 女 ， 蒙古 人 ， 业 于 华 北 电力 大 学 ， 士 学位 ， 级 工程 师 ， 事 输 变 电 工程 电气 二次 设 计 工 作 。 １６一 ， 内 毕 学 高 从
（ ）Ｇ Ｓ时 钟对 时系统应 能在变 电站 的控制 室 ６ Ｐ
机互 为热备用 ， 实现 时 间基 准信号互 为热 备用 。 某一
主 时钟发生故 障 时 ，能 自动接收 另一 台主时钟 的标
准 时间 同步信 号 。 （ ）每 台时 间同步信号 扩展装 置分别 接收 来 自 ３
２台主 时钟 的对时 信号 ，并实 现 ２个 时 间基 准 信号
３ Ｇ Ｓ时钟 对 时 系 统 的功 能要 求 Ｐ
（ ）Ｇ Ｓ时钟 对 时 系统 采用 模块 化 设 计 ， 根 １ Ｐ 可 据 需求灵 活配置 。
责任 ， 加强管 理 。因此 ， 统一 时钟是保 证 电力系 统安 全运行 、 提高 生产和运 行维护 水平 的一个 重要措施 。
（ ）主时钟及 时 间同步信 号扩 展装置应 具有 时 ２
Ｇ Ｓ时钟对 时 系统 由 主时钟 和时 间 同步信号扩 Ｐ
展装 置构 成 ，主时钟 和时 间同步信 号 扩展装 置 由 ３
北斗授时同步时钟的使用说明
警，IRIG-B(2)报警，失步报警； 8) 自动保存各种配置状态，完全满足各种客户需求。 主要特点 1、 高精度、大容量、高品质 NTP 网络时间服务器 2、 显示信息丰富，可显示卫星、网络、系统等状态信息 3、 北斗时钟参考模式，一级网络时间服务器、支持干接点报警 友情提示： 1、 将天线蘑菇头安装在天线支架上并装固于房屋顶端或平台上，要保证 天线蘑菇头有尽可能大的视场（360 度天空），不得有障碍物遮挡， 如果配有避 雷器，将避雷器连接在机器和天线中间。 2、 所有的天线都是标配，不得随意截断或随意叠加链接，否则无法保证 收到星。 3、 所有的天线在收到货物后先测试下收星效果，这样比架设好线缆再测 收星效果省去许多麻烦。 4、 当收不到星时将天线多换几个地方试试效果，以排除是天线的问题还 是收星地域问题。 厂家简介 西安同步电子科技有限公司一直专注于时间频率产品的研发、生产和销售，为顾客提供
结束语 有着多年专业研发生产北斗授时同步时钟的经验，产品性能卓越！设计
合理！我们能做超出您想象的北斗授时同步时钟及服务态度，西安同步电子 科技有限公司愿和您一起见证奇迹
Байду номын сангаас
最早是由美国 Delaware 大学的 Mills 教授设计实现的，从 1982 年最初提出到现在已发展了 将近 20 年，2001 年最新的 NTPv4 精确度已经达到了 200 毫秒。 NTP 同时同步指的是通过 网络的 NTP 协议与时间源进行时间校准。前提条件，时间源输出必须通过网络接口，数据输 出格式必须符合 NTP 协议。
GPS／INS组合导航系统时间同步方法综述
导航 时 间 同步 方 法 可将 其 分
为 三类 ： Ｓ接 收 机 １Ｐ Ｓ输 入 Ｉ ＧＰ Ｐ ＮＳ的 时 间 同步 方法、 Ｐ Ｇ Ｓ接 收 机 １Ｐ Ｓ输 入 公 用 时 间 同步 模 块 Ｐ
功能 数据 采集 卡 由模 拟信 号输 入／ 出 、 数器 ／ 输 计 计
０ 引 言
ＧＰ Ｓ具有 定 位 精 度 高 、 差 不 随 时 间积 累 等 误 优点， 而且 ， 载波相 位 观测值 时 ， 用 其定 位精 度可 以
同步产 生 的原 因 ， 纳 了组合 导航 时 间同步 的实 现 归
思 路 ， 阐述 了现今 典 型的 时间 同步方 法 。 并
达 到厘 米级 ， 是 ， Ｓ也 存 在 着 信号 容 易 受 到 遮 但 ＧＰ
时器 和数 字 ＩＯ 线 等 组 成 ， ｉ 用 了 多 种 方 法 对 ／ Ｌ使 Ｃ Ｓ Ｅ Ｓ所 能达 到 的 同步 精度 进 行评 价 ， 得 出所能 并 实 现 的时间 同步 精 度 是 ０ ４ｍｓ 该 方 法 引 入 了 一 ． ． 种使 用 Ｄ ａｄ作为 公 用 时 间 同步 模 块 进 行 数 ＡＱ Ｃ ｒ 据 采集 的思 路 ， 只需 选 择 合 适 的 数 据 采 集 卡 ， 据 根
・
５ ４・
全
球
定
位 系 统
第３ ７卷
在着 输 出时延 ， 体体 现在 ： Ｓ接 收机 和 Ｉ 具 ＧＰ ＮＳ的 内部 时延 （ 量 、 样 、 数 转 换 等 产 生 的 时 延 ） 测 采 模 、 Ｇ Ｓ接收机 和 Ｉ Ｐ ＮＳ的导 航 信息 传输 到组 合 导航 信 息 融合滤 波器 过程 中的传输 时延 （ 口时延 等 ） 导 串 、 航信 息处 理过 程 中产生 的时 延 、 脉 冲信号 的不 稳 秒
变电站GPS时间同步系统的结构、时间同步方式与技术应用
统就是设备结构 比较 简单 ， 易于 日 常维 护。 但是 缺点就是仅靠一个 主时钟来 接收一路的 Ｇ Ｓ Ｐ 卫 星 ，如果在主时钟接收不到传递 的 Ｇ Ｓ Ｐ 信号后 就可能影响 内部 晶振走 时的精准确度。 另外 ， 当 主时钟 出现 某些故 障时 ， 户的设备 中的时间 用 信号 就 只能 依靠 自身 的时 间走 时 进行 日常活 动 。因此最 简式时 间同步系统非常适用 在地县 调 自动化系统 和用 户设 备较少且低于 １０ Ｖ的 ｋ １ 变电站 中。 其次 ， 主备式 的时 间同步系统 。 这个系统 主 要通过 二个 主时钟 、 间信 号传输 的介质 、 时 用户 设备组合而成 。 与最简式 的时 间同步 系统 相比 ， 主备式 的时间 同步 系统 补充 了最简式 的时间 同 步系统 中的不足之处 ，已经完全能够胜 任 网省 调的自 动化 系统。 第三 ， 主从式 的时间同步系统 。 这个系统 主 要通过 一个主时钟 、 多个从 时钟 、 间信 号 的传 时 输介质 、 用户设备组合 而成。 主从式 的时间同步 系统 中 ，每一个用户 的设 备只和与之 相关 的从 时钟进行联 系 ， 因此 ， 不会导致 其他 的设 备 同时 发生时 间失 步的情 况。 但是 ， 同时不能保证如果 主时钟接收不 到 Ｇ Ｓ 号时或者主时钟出现某 Ｐ信 些故障 的情况下不发 生时间失步的状况 。 因此 ， 主从式 的时间同步系统往 往使用于设备 比较分 散但是距离 比较远 的环境 中。 第四 ， 主备主从式 的时间 同步系统 。 这个系 统 主要通过二 台主时钟 、 多个从 时钟 、 间信 号 时 传输 的介质 、 设备组合而成 。 用户 主备 主从式的 时间 同步系 统 主要 由两 套 Ｇ Ｓ 星的接 收信 Ｐ卫 号 、 的主时钟构成 ， 在一个 主时钟可 能 两套 因此 接收不 到的 Ｇ Ｓ Ｐ 信号 、出现某些故障之后仍然
gps秒脉冲同步原理
gps秒脉冲同步原理GPS秒脉冲同步原理GPS（全球定位系统）是一种利用卫星进行导航和定位的系统。
在GPS中，秒脉冲同步是一种重要的技术，它确保了接收器与卫星之间的时间同步，从而提供了准确的定位和导航信息。
秒脉冲同步是通过GPS卫星发射的精确时间信号来实现的。
每颗GPS卫星都携带着高精度的原子钟，它们以恒定的速率发射出秒脉冲信号。
接收器通过接收这些信号，并与本地的时钟进行比较，以保持时间同步。
在GPS系统中，接收器首先接收到来自多颗卫星的信号。
这些信号中包含了卫星发射的秒脉冲信号。
接收器通过测量信号到达的时间差来计算与每颗卫星之间的距离。
通过同时接收多颗卫星的信号，接收器可以利用三角定位法计算出自身的准确位置。
然而，由于信号传播的速度非常快，接收器与卫星之间的时间同步非常重要。
如果接收器的时钟与卫星的时钟不同步，测量到的时间差将会产生误差，从而导致定位的不准确。
为了实现秒脉冲同步，接收器需要通过接收卫星信号中的导航消息来获取卫星的精确时间。
导航消息中包含了卫星发射秒脉冲信号的准确时间信息。
接收器通过解码导航消息，可以获得卫星的时间数据，并将其与本地的时钟进行比较。
为了确保时间同步的准确性，GPS系统还引入了纠正因子。
由于卫星信号在传播过程中会受到大气层和其他因素的影响，导致信号传播速度的变化。
为了补偿这些影响，GPS系统会向接收器发送纠正因子的信息。
接收器通过应用这些纠正因子来纠正信号传播速度的变化，从而获得更准确的时间同步。
除了用于定位和导航外，秒脉冲同步还在其他领域中有着广泛的应用。
例如，在电信领域中，秒脉冲同步被用于确保不同通信系统之间的时间同步，以提供更稳定和可靠的通信服务。
在科学研究中，秒脉冲同步也被用于测量和控制实验中的时间参数，以保证实验结果的准确性。
GPS秒脉冲同步原理是通过接收卫星发射的秒脉冲信号，并与本地时钟进行比较，以实现时间同步。
这一技术不仅在GPS定位和导航中起着重要作用，还在其他领域中有着广泛的应用。
时间同步方案说明
时间同步方案说明一晃十年，方案写作成了我的老本行。
今天，就给大家分享一个“时间同步方案说明”，咱们直接进入主题。
是项目背景。
在这个信息化飞速发展的时代，时间同步成了各大系统和设备正常运行的基础保障。
想象一下，如果时间不同步，数据传输、网络通信、设备控制都会出现严重问题。
所以，我们这个方案就是来解决这个痛点。
1.1项目需求明确一下我们的需求：确保公司内部所有系统和设备的时间同步精确到毫秒级，避免因时间误差导致的各种问题。
2.1时间同步技术选型聊聊技术选型。
目前主流的时间同步技术有NTP、PTP、GPS等。
考虑到成本、易用性和精度，我们选择了NTP。
2.2NTP服务器搭建既然选择了NTP，那就得搭建一个NTP服务器。
这里有几个关键步骤：2.2.1选择合适的硬件和软件硬件方面，一台性能稳定的物理服务器或者虚拟服务器都可以。
软件方面，推荐使用Linux系统，搭配NTP服务软件。
2.2.2安装和配置NTP服务安装NTP服务软件，然后进行配置。
主要包括设置NTP服务器地址、调整时间同步策略等。
2.2.3防火墙设置为了确保NTP服务器的安全性，需要在防火墙上开放NTP端口，并设置相应的安全策略。
3.1客户端配置服务器搭建好了，就是客户端配置。
客户端需要安装NTP客户端软件，并设置NTP服务器地址。
3.2时间同步策略时间同步策略非常重要，这里有几个要点：3.2.1同步频率根据实际需求，设置合适的同步频率。
一般来说，1分钟同步一次就足够了。
3.2.2同步精度同步精度要达到毫秒级，确保时间误差在可接受范围内。
3.2.3异常处理遇到同步失败或时间误差过大时，要有相应的异常处理机制，比如重试、报警等。
4.1系统集成时间同步方案不仅要独立运行，还要与现有的系统集成。
这里有几个关键步骤：4.1.1系统兼容性测试测试时间同步方案与现有系统的兼容性，确保不会出现冲突。
4.1.2数据库时间同步如果系统中有数据库，需要确保数据库时间与NTP服务器同步。
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２０１０年４月第２期 现代导航 ·２ｌ· 基于ＧＰＳ时间传递的多站精确时间同步方案 黄河 （中国电子科技集团公司第二十研究所，西安７１００６８） 摘要：介绍了无线通讯方式传递时间的手段和准确度。以ＧＰＳ系统为例，论述了一种多站 点精确时间同步方案，阐述了该方案中所运用ＧＰＳ授时终端的设计原理。对时间同步准确度进行 了分析，该方案的时间同步准确度优于５０ｎｓ。本文虽以ＧＰＳ系统为例，但对于其他系统的类似 运用也有借鉴意义。 关键词：时间传递；多站点时间同步；ＧＰＳ授时终端；时间同步准确度 中图分类号：ＴＮ９１９．３ 文献标识码：Ａ
Ｍｕｌｔｉ—Ｓｔａｔｉｏｎ Ｅｘａｃｔ Ｔｉｍｅ Ｓｙｎｃｈｒｏｎｉｚａｔｉｏｎ Ｐｒｏｊｅｃｔ Ｂａｓｅｄ ｏｎ ＧＰＳ Ｔｉｍｅ Ｔｒａｎｓｆｅｒ ＨＵＡＮＧ Ｈｅ Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ ｍｅｔｈｏｄ ａｎｄ ａｃｃｕｒａｃｙ ｏｆ ｔｉｍｅ ｔｒａｎｓｆｅｒ ａｒｅ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ ｉｎ ｒａｄｉｏ ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ．Ｒｅｇａｒｄｉｎｇ ＧＰＳ ａｓ ｔｈｅ ｅｘａｍｐｌｅ ａ ｋｉｎｄ ｏｆ ｐｒｏｊｅｃｔ ｆｏｒ ｍｕｌｔｉ—ｓｔａｔｉｏｎ ｅｘａｃｔ ｔｉｍｅ ｓｙｎｃｈｒｏｎｉｚａｔｉｏｎ ｉｓ ｄｉｓｃｕｓｓｅｄ；ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ ｔｈｅ ＧＰＳ ｔｉｍｅ ｔｒａｎｓｆｅｒ ｔｅｒｍｉｎａｌ ｉｓ ｅｘｐａｔｉａｔｅｄ ｉｎ ｔｈｉｓ ｐｒｏｊｅｃｔ．Ｔｉｍｅ ｓｙｎｃｈｒｏｎｉｚａｔｉｏｎ ａｃｃｕｒａｃｙ ｉｓ ａｎａｌｙｚｅｄ；ｉｔ ｉｓ ｂｅａｅｒ ｔｈａｎ ５０ｎｓ ｉｎ ｔｈｉｓ ｐｒｏｊｅｃｔ．Ｔｈｉｓ ｔｅｘｔ ａｌｔｈｏｕｇｈ ｒｅｇａｒｄｉｎｇ ＧＰＳ ｓｙｓｔｅｍ ａｓ ｔｈｅ ｅｘａｍｐｌｅ，ｂｕｔ ｔｈｅ ｓｉｍｉｌａｒ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ｏｔｈｅｒ ｓｙｓｔｅｍ ａｌｓｏ ｈａｓ ｔｏ ｄｒａｗ ｌｅｓｓｏｎｓ ｆｒｏｍ ｔｈｅ ｍｅａｎｉｎｇ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ＴｉｍｅＴｒａｎｓｆｅｒ； Ｍｕｌｔｉ—ＳｔａｔｉｏｎＴｉｍｅ Ｓｙｎｃｈｒｏｎｉｚａｔｉｏｎ； ＧＰＳＴｉｍｅＴｒａｎｓｆｅｒＴｅｒｍｉｎａｌ；Ｔｉｍｅ ＳｙｎｃｈｒｏｎｉｚａｔｉｏｎＡｃｃｕｒａｃｙ
通过无线通信方式传递时问可采用短波、长波、 电视、卫星等手段。短波传递的准确度在ｍｓ量级， 长波传递的准确度在 ｓ量级，电视传递的准确度在 ｓ量级，卫星传递的准确度在ａｓ量级ｌＪ Ｊ。从时间传 递的准确度可以看出，在无线通信方式中最具发展 前途的是卫星时间传递手段。本文以ＧＰＳ系统时问 传递为例，讨论多站点时间同步。 多站点时间同步是指不同位置的站点复现同 时间尺度的时刻值的一致程度。多站点时间同步 的核心问题在于同步准确度，即时间传递准确度。 通过测量传递到每一个站点的时间传递准确度，可 以得出各站点之间的同步准确度。多站点时间同步 系统广泛应用于通信网、电视网、广播网及精密守 时等领域。 目前，多站点时间同步的方案很多。本文提出 种多站点精确时间同步方案，通过测量各站点时 收稿日期：２０１０—０１—２８。黄河（１９７Ｏ——），男，甘肃甘谷 人，工程师，主要从事时间频率计量工作。 间传递准确度，得到各站点之问同步准确度。该方 案的同步准确度可以保障到优于５０ｎｓ。
１多站点时间同步系统总体设计方案 多站点时问同步系统总体设计方案如图１所 示，可以设立主站也可以不设立主站，除主站之外 的其他站点均采用普通ＧＰＳ授时终端，同时可根据 需要至少配置一台或几台用于测量各站点时间传 递准确度的共视ＧＰＳ授时终端。
主站或外部守时机构测量用 ； 共视ＧＰＳ授时终端 ；
圃匾……·圆
图１多站点时间同步系统原理框图 ·２２· 现代导航 ２０１０笠 普通ＧＰＳ授时终端是指只接收卫星发送信号 的授时终端，经数据处理后给出时刻值、１ＰＰＳ信号、 时间码等时间信息和信号，此类授时终端不与其他 站点进行数据交换。共视ＧＰＳ授时终端是指两地或 多地的站点之间的不同授时终端同时观测～颗或 多颗卫星，获得本地时间与卫星时间的时差，经过 数据处理，得到不同站点之间的同步准确度，此过 程中进行了数据交换，其中使用的授时终端即为共 视ＧＰＳ授时终端。 当各站点全部使用普通ＧＰＳ授时终端传递时 间组成多站点时间同步系统时，从理论上讲是可行 的。但运行中是否真的保障到了设计所要求的同步 准确度以及随着时间的推移多站点时间同步系统 中各站点的普通ＧＰＳ授时终端的性能是否会发生 改变等，均没有充分的数据证据来说明。因此考虑 至少配置一台共视ＧＰＳ授时终端在各站点之间进 行循环监视测量。 此台共视ＧＰＳ授时终端可以起到以下作用：与 主站或外部守时机构的时间标准进行共视比对，以 确定各站点的时间传递准确度；时间同步系统运行 中的计量保障；监测各站点中运行的普通ＧＰＳ授时 终端的性能。 影响ＧＰＳ授时终端时间传递准确度主要有以 下几个方面：卫星相对地面站的运动；相对论效应； 电离层和对流层折射；接收系统设备时延 ”。虽 然影响ＧＰＳ授时终端时间传递准确度的因素多而 复杂，但就目前国内及国外实际测试情况看，普通 ＧＰＳ授时终端（Ｃ／Ａ码）时间传递准确度可以保证 到优于１００ｎｓ；共视ＧＰＳ授时终端（Ｃ／Ａ码）时间 传递准确度最高可以达到Ｉｎｓ。 ２共视ＧＰＳ授时终端设计 ２．１共视ＧＰＳ授时终端组成与工作原理 完善和优异的共视ＧＰＳ授时终端应具备以下 特点：可以作为一台独立的高精度的ＧＰＳ时钟；可 以作为一台独立的ＧＰＳ锁定的频率源；可以作为一 台独立的利用ＧＰＳ数据进行共视比对的接收机 』。 为实现以上所述功能，共视ＧＰＳ授时终端如图 ２所示，主要由多通道ＧＰＳ接收板、可驯服铷振荡 器、１０ＭＨｚ分配及１ＰＰＳ产生、工控机、相位微扰 器及１ＰＰＳ分配、时间码产生器、时问间隔测量单 元组成。 多通道 ＧＰＳ接收板 可 ＩＪ服 ｌ一． 铷振荡器 — １ｉ０Ｍ Ｈｚ￣ ｌＯＭＨｚ分配及Ｉ“ ： １ＰＰｓ产生 ｌ Ｉ 时间间隔 Ｉ 及１ＰＰＳ分配Ｉ ＩＯＭＨｚ 。ＭＨｚ输出 输出 到 产生器 Ｉ 码输出 图２共视ＧＰＳ授时终端原理框图 多通道ＧＰＳ接收板输出两路１ＰＰＳ信号，一路 提供给时间间隔测量单元，另一路输入到可以用 １ＰＰＳ信号驯服的铷振荡器，铷振荡器的ＩＯＭＨｚ输 出信号经分配放大成三路输出，第一路１ＯＭＨｚ信 号直接输出实现“ＧＰＳ锁定的频率源”功能，第二路 １０ＭＨｚ信号提供给时间码产生器，第三路ｌ０ＭＨｚ 信号经分频产生１ＰＰＳ信号提供给相位微扰器及 １ＰＰＳ分配单元。 提供给相位微扰器及１ＰＰＳ分配单元的１ＰＰＳ 信号，经相位微扰器产生相应相移后，分配放大成 两路１ＰＰＳ输出，一路直接输出，另一路提供给时 间码产生器。时间码产生器利用输入的１ＰＰＳ及 １０ＭＨｚ信号产生时间码输出。直接输出的１ＰＰＳ信 号及时间码，实现“高精度的ＧＰＳ时钟”功能。 本地守时设备提供的１０ＭＨｚ信号作为时间间 隔测量单元的时基，多通道ＧＰＳ接收板输出的一路 １ＰＰＳ信号连接到时间间隔测量单元的终止通道，本 地守时设备提供的１ＰＰＳ信号连接到时间间隔测量 单元的起始通道，这样通过测量本地守时设备与卫 星钟的时差，提供共视比对数据，实现“共视比对” 功能，其中的时间问隔测量单元的测量准确度应达 到ｌｎｓ。 为了便于进行共视比对数据的存储及传输，工 控机应提供大容量数据存储硬盘、以太网接口及 ＵＳＢ接口。国际上通用的共视比对数据输出格式为 ＧＧＴＴＳ及ＲＩＮＥＸ，当然共视比对数据的输出格式， 也可根据需要自行设定。
２．２共视比对数据处理 按照国际标准ＧＧＴＴＳ技术指南的规定，当利 用卫星接收机输出的ＩＰＰＳ（ＳＶ）信号进行共视比对 第２期 黄河：基于ＧＰＳ时间传递的多站精确时间同步方案 ·２３· 时，每次跟踪ＧＰＳ卫星时间为７８０ｓ。时间间隔测 量单元从共视时刻开始，每秒测量一次本地守时设 备１ＰＰＳ与１ＰＰＳ（ＳＶ）的时差值ｘ（ｔ ），连续采集测 量 １３ｍｉｎ， 得到 ７８０ 个测量值 （ｉ＝１，２…，，？，…，７８０ ｏ每１５ｓ的数据 （ｆ，）用最小 二乘法进行二次项拟合（Ｊ＝１，２…，ｍ，…，１５），计 算出该测量时间段中点的拟合值
８）＝ ０ ，＝０）＋ｈｔ，＋ ｆ ２ｆ 二 共得到５２个时差拟合值ｘ（ｔ ），再进行最小二乘法
线性拟合（ｋ＝１，２…，Ｐ，…，５２）
（ｆ ）＝ ｏ（ｆ ＝０）＋ ，
利用ｉ＝８＋１５（七一１）和 ＝ 可求出任意 ，时刻 的测量拟合值 （ｆ ） ）： 。 ＝。）＋ １５ 计算ｉ＝１时，即共视测量时刻起点时￣ＩＪ（ＵＴＣ） 的测量拟合值，作为该１３ｍｉｎ的测量结果，也是共 视比对交换数据的测量值（ＲＥＦ—ＳＶ１【¨。 此拟合值的标准偏差为
取ｉ＝１５ｋ一７（ｋ：１，２…，Ｐ，…，５２），当 １３ｍｉｎ数据全部有效时，Ｐ＝５２。
３普通ＧＰＳ授时终端设计 ３．１普通ＧＰＳ授时终端组成与工作原理 普通ＧＰＳ授时终端可以在共视ＧＰＳ授时终端 基础上，去掉时间间隔测量单元。普通ＧＰＳ授时终 端应具备以下特点：可以作为一台独立的高精度的 ＧＰＳ时钟；可以作为一台独立的ＧＰＳ锁定的频率 源。 为实现以上所述功能，普通ＧＰＳ授时终端如图 ３所示，主要由多通道ＧＰＳ接收板、可驯服铷振荡 器、１０ＭＨｚ分配及１ＰＰＳ产生、工控机、相位微扰 器及１ＰＰＳ分配、时间码产生器组成。
多通道 ＧＰＳ接收板
ＯＭＨｚ￣ １ 产生
出 产生器 ｌ
工时间码输出
图３普通ＧＰＳ授时终端原理框图 多通道ＧＰＳ接收板输出的１ＰＰＳ信号输入到可 以用１ＰＰＳ信号驯服的铷振荡器，铷振荡器的 １０ＭＨｚ输出信号经分配放大成三路输出，第一路 １０ＭＨｚ信号直接输出实现“ＧＰＳ锁定的频率源”功 能，第二路１０ＭＨｚ信号提供给时间码产生器，第 三路１０ＭＨｚ信号经分频产生１ＰＰＳ信号提供给相位 微扰器及１ＰＰＳ分配单元。 提供给相位微扰器及１ＰＰＳ分配单元的１ＰＰＳ 信号，经相位微扰器产生相应相移后，分配放大成 两路１ＰＰＳ输出，一路直接输出，另一路提供给时 间码产生器。时间码产生器利用输入的１ＰＰＳ及 １０ＭＨｚ信号产生时间码输出。直接输出的１ＰＰＳ信 号及时间码，实现“高精度的ＧＰＳ时钟”功能。
３．２授时信号相位微扰器控制算法 此处指的授时信号相位微扰器实际上就是精 密的１ＰＰＳ信号移相器，移相范围应为：０ｎｓ～ｌｓ， 移相步进应为：０．１ｎｓ，移相的准确度应为：Ｉｎｓ。 １ＰＰＳ信号移相器有两个作用：可以抵消ＧＰＳ授时 终端输出的１ＰＰＳ信号与ＵＴＣ时间的固定偏移量， 消除ＧＰＳ授时终端的系统误差；可以根据时钟时间 方程编制控制算法，抵消铷振荡器输出频率的周期 累积对１ＰＰＳ授时信号的影响。 时钟时间方程表示为