時(shí)間同步系統(tǒng)簡(jiǎn)介

是一種能接收外部時(shí)間基準(zhǔn)信號(hào)，并按照要求的時(shí)間精度向外輸出時(shí)間同步信號(hào)和時(shí)間信息的系統(tǒng)，它能使網(wǎng)絡(luò)內(nèi)其它時(shí)鐘對(duì)準(zhǔn)并同步，通俗來(lái)說(shuō)時(shí)間同步就是采取技術(shù)措施對(duì)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)時(shí)鐘實(shí)施高精度“對(duì)表”。時(shí)鐘同步系統(tǒng)介紹分布式控制系統(tǒng)的各個(gè)節(jié)點(diǎn)的控制計(jì)算機(jī)中，用力提供本地時(shí)鐘的晶體振蕩器的分辨率通常是為μs量級(jí)，工作溫度范圍內(nèi)的精度為。要實(shí)現(xiàn)時(shí)間同步系統(tǒng)，首先是建立時(shí)間同步協(xié)議，包括定義時(shí)間印記的格式、傳送時(shí)間印記并提取校正值的方法等，然后是在協(xié)議基礎(chǔ)上的技術(shù)實(shí)現(xiàn)，包括時(shí)間校正技術(shù)和提高同步精度的技術(shù)等。

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時(shí)鐘同步系統(tǒng)

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時(shí)間服務(wù)器是指為區(qū)域內(nèi)多臺(tái)設(shè)備提供對(duì)時(shí)服務(wù)的設(shè)備。時(shí)間服務(wù)器是一種電腦網(wǎng)絡(luò)儀器，它從參考時(shí)鐘獲取實(shí)際時(shí)間，再利用電腦網(wǎng)絡(luò)把時(shí)間資訊傳遞給用戶(hù)。

北斗/GPS同步時(shí)鐘采用多種方法獲得世界協(xié)調(diào)時(shí)，定時(shí)自動(dòng)對(duì)獨(dú)立計(jì)時(shí)裝置進(jìn)行修正，從而確保計(jì)時(shí)誤差在某個(gè)范圍內(nèi)。

衛(wèi)xing導(dǎo)航系統(tǒng)

接收北斗GPSwei星信號(hào)，獲得標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間；

目前北斗GPS合計(jì)50多顆wei星，覆蓋范圍廣；

每天只需接收若干分鐘信號(hào)即可校時(shí)；

適合室外、大部分室內(nèi)區(qū)域、山區(qū)、偏遠(yuǎn)地區(qū)、海上、島嶼等場(chǎng)合；

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GPS時(shí)間是怎樣建立的為了得到精密的GPS時(shí)間，使它的準(zhǔn)確度達(dá)到<100ns(相對(duì)于UTC(USNO/MC)):

◆ 每個(gè)GPS衛(wèi)xing上都裝有銫子鐘作星載鐘;

◆ GPS全部衛(wèi)xing與地面測(cè)控站構(gòu)成一個(gè)閉環(huán)的自動(dòng)修正系統(tǒng);

◆ 采用UTC(USNO/MC)為參考基準(zhǔn)。本段GPS定位、定時(shí)和校頻的原理折疊GPS定位原理是基于zhun確測(cè)定GPS信號(hào)的傳輸時(shí)延(Δt)，以得到GPS衛(wèi)xing到用戶(hù)間的距離(R) R=C×Δt ----------------------- [1](式中C為光速)同時(shí)捕獲4顆GPS衛(wèi)xing，解算4個(gè)聯(lián)立方程，可給出用戶(hù)實(shí)時(shí)時(shí)刻(t)和對(duì)應(yīng)的位置參數(shù)(x、y、z)共4個(gè)參數(shù)。時(shí)鐘同步系統(tǒng)提高服務(wù)質(zhì)量的需要高速鐵路對(duì)通信的依賴(lài)日益增強(qiáng)，而服務(wù)質(zhì)量是鐵路通信部門(mén)日趨關(guān)注的核心問(wèn)題之一。R={(Xs- Xu)2 (Ys-Yu)2 (Zs-Zu)}1/2 ---- [2](式中Xs、Ys、Zs為wei星的位置參數(shù);Xu、Yu、Zu為用戶(hù)的的位置參數(shù)) 。

GPS時(shí)鐘信號(hào)輸出

目前，電廠(chǎng)用到的GPS時(shí)鐘輸出信號(hào)主要有以下三種類(lèi)型:

1.2.1 1PPS/1PPM輸出

此格式時(shí)間信號(hào)每秒或每分時(shí)輸出一個(gè)脈沖。顯然，時(shí)鐘脈沖輸出不含具體時(shí)間信息。

1.2.2 IRIG-B輸出

IRIG(美國(guó)the Inter-Range Instrumentation Group)共有A、B、D、E、G、H幾種編碼標(biāo)準(zhǔn)(IRIG Standard 200-98)。其中在時(shí)鐘同步應(yīng)用中使用zui多的是IRIG-B編碼，有bc電平偏移(DC碼)、1kHz正弦載波調(diào)幅(AC碼)等格式。IRIG-B信號(hào)每秒輸出一幀(1fps)，每幀長(zhǎng)為一秒。在使用的時(shí)候需要在室外合適位置架設(shè)GPS天線(xiàn)，在每臺(tái)數(shù)碼子鐘和GPS母鐘之間需要連接電纜，但是很多時(shí)候建筑物不具備室外架設(shè)天線(xiàn)條件，在母鐘和子鐘之間連接電纜也很麻煩。一幀共有100個(gè)碼元(100pps)，每個(gè)碼元寬10ms，由不同正脈沖寬度的碼元來(lái)代表二進(jìn)制0、1和位置標(biāo)志位(P)，見(jiàn)圖1.2.2-1。

為便于理解，圖1.2.2-2給出了某個(gè)IRIG-B時(shí)間幀的輸出例子。其中的秒、分、時(shí)、天(自當(dāng)年1月1日起天數(shù))用BCD碼表示，控制功能碼和標(biāo)準(zhǔn)二進(jìn)制當(dāng)天秒數(shù)碼(Straight Binary Seconds Time of Day，SBS)則以一串二進(jìn)制'0'填充(CF和SBS可選用，本例未采用)。IRIG串行時(shí)間碼共有6種格式，即A、B、D、E、G、H，其中B碼應(yīng)用最為廣泛，有調(diào)制和非調(diào)制兩種。

1.2.3 RS-232/RS-422/RS-485輸出

此時(shí)鐘輸出通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)串行接口發(fā)送一串以ASCII碼表示的日期和時(shí)間報(bào)文，每秒輸出一次。時(shí)間報(bào)文中可插入奇偶校驗(yàn)、時(shí)鐘狀態(tài)、診斷信息等。此輸出目前無(wú)標(biāo)準(zhǔn)格式，下圖為一個(gè)用17個(gè)字節(jié)發(fā)送標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間的實(shí)例: