gps同步時鐘在航天210所的成功案例

gps同步時鐘在航天210所的成功案例
2019年初，中國航天科工集團第二研究院二一〇研究所在與我公司進行多次交談后，確認gps同步時鐘的基本功能后，根據其要求做出滿足使用的gps同步時鐘。在經過各種嚴格的測試環境后，仍然未出一次故障，210所對此很滿意，已將我公司納為時間頻率行業唯一合格供應商。
一、gps同步時鐘工作原理
gps同步時鐘是對現代高科技自動化系統中的計算機及控制裝置等進行校時的高科技產品。NTP協議用于把計算機或者其他的網絡設備的時間同步到標準的UTC時間。網絡時鐘服務器從GPS衛星上獲取到UTC時間信號，并將這些標準的時間信息經過內部高科技處理后通過網口傳輸給網絡系統中需要標準時間信息的設備，這樣就可以實現整個系統內的時間同步。
世界上大多數國家采用的標準時間標度是基于地球自轉的世界協調時和基于地球公轉的公歷，UTC時間可以通過多種途徑傳播。GPS衛星導航系統在每顆衛星上都安裝有精密的原子鐘，并由監測站經常進行校準。衛星發送時間信息的同時也發送精確的時間信息。GPS接收機接收此信息。目前自動化系統采用的時間標準就是 UTC時間。
二、有源同步和無源同步
任何時間應用系統都應該具有維持時間增長和，該應用系統的用戶 獲取時間的事實上已經成為世界上大多數時間應用系統的基本唯一 途徑就是訪問系統的時間保持體系該時間保時間標準，所以研究持體 系就是應用系統的內部時間基準很顯然，用戶計算機網絡的時間同步必須研究有源同步，即必須引訪問系統時間保持體系的過程就是用 戶將自己的時入GPS的時間信號才顯得有絕對的意義，在這里，我鐘 與內部時間基準同步的過程。由于該系統的內部們將計算機網絡中能 夠起 到維持時間增長、保持時間時間基 準與外部時間沒有關聯，同步過程僅限于內穩定的體系稱之為時間服務器部。所以，我們可稱之為無源同步或相對同步。
SYN2136型北斗NTP網絡時間服務器
世界協調時與國際原子時保持一致，由于TAI是國際時間管理局將分布在世界25個國家的10多個原子時標經過加權平均以后得到的時間，并且，世界所有官方的標準時間系統都遵從UTC的跳秒。
所以UTC被稱為絕對時間，用于研究時也被稱為自然的物理時間。GPS 信號中的高精密時間信號主要由每顆衛星上裝載的兩個艷原子鐘和兩個鉚原子鐘來維持，并且通過地面控制站與UTC保持同步。GPS的時間信號事實上已經成為世界上大多數時間應用系統的基本時間標準，所以研究計算機網絡的時間同步必須研究有源同步，即必須引入GPS的時間信號才顯得有絕對的意義，在這里，我們將計算機網絡中能夠起到維持時間增長、保持時間穩定的體系稱之為時間服務器。
SYN2136型北斗NTP網絡時間服務器
三、時間傳遞方法
從GPS到時間服務器的傳遞
從GPS將PTS信號通過計算機網絡時間服務器傳遞到網絡時間客戶單元必須經過兩個步驟:即先從GPS到時間服務器的直接時間傳遞,和 從時間服務器到時間客戶單元的網絡協議傳遞。
直接時間傳遞技術主要包括3種類型6種方式第1種類型是編碼型, 主要有串行口RS232C時間編碼和IRIG一B時統編碼兩種方式。
其共同特征是將年月日時分秒毫秒等時間信息以二進制、BCD或者A SCll編碼方式定義到被傳遞的電平位和字節中去通常以異步方式傳遞,連接使用標準接口,使用相對方便簡潔。
第2種類型是脈沖型,主要有1pps，lppm，lpph種方式,它們都是周期脈沖定時信號,這些脈沖信號都有著固定的上升沿寬度和脈沖寬度要求,并且其上升沿都嚴格與UTC保持優于lus 的同步準確度。
第3種類型是頻率參考信號,往往是一種伴生調制信號。
四、gps同步時鐘部分特點總結
1）以GPS衛星時間作為第一級服務器的標準時鐘源，使用BNC接口式獲取GPS 時間，其誤差在毫秒級，準確可靠；
2）整個網絡的成本較低，僅需要增加作為時鐘源的GPS 硬件設備；
3）gps同步時鐘本身具有較大的靈活性和較大的吞吐量，可以根據實際追溯系統的結構和現有網絡情況調整網絡的級別，可以隨時加入或減少連結到網絡的設備；
4）系統運行采取的是多對多的模式，一個服務器對應于多個客戶端，一個客戶端也可以對應多個服務器；
5）整個授時系統的負載較小，一個NTP 數據包的字節數僅為幾十個字節，且第三級設備校時的頻率是在每30 min內進行2 次，系統開銷非常小。
這款時間服務器采用現代高科技無硬盤設計，不受地域氣候等環境條件限制、性價比高、操作簡單、免維護等特點，適合無人值守。該產品可以為計算機網絡、計算機應用系統、流程控制管理系統、電子商務系統、網上B2B系統、數據庫的保存維護以及硬盤錄像機等智能設備提供精密的標準時間信號和時間戳服務。由于授時服務器輸出的BNC口輸出秒脈沖時間信號是振蕩器的秒信號輸出，同步于衛星信號但并不受衛星秒脈沖信號跳變帶來的影響。
SYN2136型北斗NTP網絡時間服務器
五、可行性與優勢分析
1、可行性分析
時間同步系統采用的NTP為成熟的網絡時間同步協議 ，在國外廣泛應用于互聯網軟件系統中，國內被銀行、通信、電力等各 行業所采用，并被研究應用于航天測控計算機系統和裝備管理信息系 統中，技術成熟度高。文所采用的UDP，是網絡通信中的一個經常被采用的重要國際標準化組織標準協議，且被現有綜合測試系 統及網絡校時軟件所采用。另外，就軟件結構來說，本文所采用的客 戶機/服務器型層次結構，能夠繼承現有綜合測試系統校時軟件的相關技 術。綜上所述，建立應用NTP的衛星綜合測試時間同步系統方案是可 行的，能夠滿足廣域網條件下的綜合測試設備之間的時間同步要求。
2、優勢分析
應用NTP的衛星綜合測試時間同步系統，通過GPS或“北斗”導航設備終端獲取高精度時間信息，并將該時間信息作為時間源提供給廣域網綜合測試系統，能夠保證廣域網綜合測試系統時間源的精度，同時，以UDP組播形式實現同網段內各測試設備之間的時間同步，應用NTP時間同步原理并以UDP客戶機形式實現跨網段測試設備之間的時間同步，既考慮了系統運行的效率問題，又滿足了衛星綜合測試系統時間精確的毫秒的要求，可有效解決現有綜合測試系統校時軟件所不能實現的廣域網環境下綜合測試系統的時間同步問題。
六、結束語
窗體頂端
我公司始終圍繞國家政策鼓勵、前景良好的行業進行業務拓展，業務遍及電力、水利、新能源、化工、煤炭、電子、銀行、教育、兵器、交通、裝備制造、冶金等眾多行業和領域，為我國的產業技術改造升級做出了應有貢獻。