電話(huà)：
400-0780-677傳真：
025-86644313
GPS時(shí)間同步的原理與技術(shù)
1、有關(guān)時(shí)間的一些基本概念：
（1）、時(shí)間（周期）與頻率：
互為倒數關(guān)系，兩者密不可分，時(shí)間標準的基礎是頻率標準，所以有人把晶體振蕩器叫‘時(shí)基振蕩器’。鐘是由頻標加上分頻電路和鐘面顯示裝置構成的。
（2）、四種實(shí)用的時(shí)間頻率標準源（簡(jiǎn)稱(chēng)鐘）：
◆ 晶體鐘
◆ 銣原子鐘
◆ 氫原子鐘
◆ 銫原子鐘
（3）、常用的時(shí)間坐標系：
時(shí)間的概念包含時(shí)刻（點(diǎn)）和時(shí)間間隔（段）。時(shí)系（時(shí)間坐標系）是由時(shí)間起點(diǎn)和時(shí)間尺度單位--秒定義（又分地球秒與原子秒）所構成。常用的時(shí)間坐標系：
◆ 時(shí)（UT）
◆ 地方時(shí)
◆ 原子時(shí)（AT）
◆ 協(xié)調時(shí)（UTC）
◆ GPS時(shí)
（4）、定時(shí)、時(shí)間同步與守時(shí)：
◆ 定時(shí)：是指根據參考時(shí)間標準對本地鐘進(jìn)行校準的過(guò)程）；授時(shí)（指采用適當的手段發(fā)播標準時(shí)間的過(guò)程）；
◆ 時(shí)間同步：是指在母鐘與子鐘之間時(shí)間一致的過(guò)程，又稱(chēng)時(shí)間統一或簡(jiǎn)稱(chēng)時(shí)統）；
◆ 守時(shí)：是指將本地鐘已校準的標準時(shí)間保持下去的過(guò)程，守時(shí)中心一般都采用由多臺銫原子鐘和氫原子鐘組成的守時(shí)鐘組來(lái)進(jìn)行守時(shí)，守時(shí)鐘組鐘長(cháng)期運行性能表現好的一臺被定主鐘（MC）。
2、GPS時(shí)間是怎樣建立的？
為了得到精密的GPS時(shí)間，使它的準確度達到<100ns（相對于UTC（USNO/MC））：
◆ 每個(gè)GPS衛星上都裝有銫子鐘作星載鐘；
◆ GPS全部衛星與地面測控站構成一個(gè)閉環(huán)的自動(dòng)修正系統；
◆ 采用UTC（USNO/MC）為參考基準。
3、GPS定位、定時(shí)和校頻的原理
（1）、GPS定位原理：是基于測定GPS信號的傳輸時(shí)延（Δt），以得到GPS衛星到用戶(hù)間的距離（R） R=C×Δt ----------------------- [1]（式中C為光速）同時(shí)捕獲4顆GPS衛星，解算4個(gè)聯(lián)立方程，可給出用戶(hù)實(shí)時(shí)時(shí)刻（t）和對應的位置參數（x、y、z）共4個(gè)參數。R={（Xs- Xu）2+（Ys-Yu）2+（Zs-Zu）}1/2 ---- [2]（式中Xs、Ys、Zs為衛星的位置參數；Xu、Yu、Zu為用戶(hù)的的位置參數）
（2）、GPS定時(shí)原理：
基于在用戶(hù)端測定和扣除GPS時(shí)間信號的傳輸時(shí)延（Δt），以達到對本地鐘的定時(shí)與校準。GPS定時(shí)準確度取決于信號發(fā)射端、信號在傳輸過(guò)程中和接收端所引入的誤差，主要誤差有：
◆ 信號發(fā)射端：衛星鐘誤差、衛星星歷（位置）誤差；
◆ 信號傳輸過(guò)程：電離層誤差、對流層誤差、地面反射多路徑誤差；
◆ 接收端：接收機時(shí)延誤差、接收機坐標誤差、接收機噪聲誤差。
（3）、GPS校頻原理：
根據頻率和周期互為倒數的關(guān)系，可采用比時(shí)法（測時(shí)間間隔）的方法（以GPS的秒信號為參考）來(lái)測量本地鐘的頻率準確度（Δf/f），以達到校頻的目 的。Δf/f=（Δt2-Δt1）/（t2-t1） ------------ [3]（式中Δt2、Δt1分別為t2、t1時(shí)刻測得的本地鐘與GPS時(shí)的時(shí)差值）。
4、進(jìn)一步提高定時(shí)準確度的幾種途徑：
◆ 采用GPS雙頻、相位測量技術(shù)；
◆ 選用更高精度的GPS時(shí)間傳遞接收機；
◆ 采用GPS共視法比對技術(shù)與衛星轉發(fā)雙向法技術(shù)。
三、GPS在時(shí)頻領(lǐng)域的應用
1、時(shí)間標準的協(xié)調與建立：
從二十世紀八十年代末，*（BIPM）的時(shí)間部，就開(kāi)始正式采用標準化的GPS共視比對方法，把全幾十個(gè)守時(shí)中心的主鐘溝通起來(lái)，并建立了 準確度高的原子時(shí)（TAI）和協(xié)調時(shí)（UTC/BIPM）。我國有三個(gè)實(shí)驗室參加了時(shí)間標準的協(xié)調，它們是：
◆ *陜西天文臺（CSAO）；
◆ 國家計量研究院（NIM）；
◆ 航天無(wú)線(xiàn)電計量測試研究所（BIRM）
2、新型時(shí)頻計量傳遞系統的建立
（1）、傳統時(shí)頻計量傳遞的特點(diǎn)：
◆ 一般是按*計量單位、一級計量站、二級計量站和使用單位四級逐級傳遞；
◆ 受檢時(shí)頻標準源或儀器設備必須往返搬運，檢定校準后的狀態(tài)在搬運中難免受到破壞；
◆ 傳統的時(shí)頻計量一般只能按檢定周期（一般為一年）進(jìn)行，難以進(jìn)行經(jīng)常性和實(shí)時(shí)的計量測試。
（2）、通過(guò)采用GPS共視法時(shí)間比對和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，可以建立不需搬運的、實(shí)時(shí)的、*新型的時(shí)頻遙遠校準系統
南京六瑞生產(chǎn)的HST系列同步時(shí)鐘已近成功應用在多個(gè)電力系統項目上。
