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GPS同步時鐘的概念
發布時間:2015-09-18   點擊次數:546次
                                          GPS同步時鐘     
      GPS信息的特點:(1)全球覆蓋、全天侯、晝夜全連續地工作;(2)單向廣播體制,GPS接收機不發射信號,電磁兼容性能好,可有無限多的用戶。但無通信功能;(3)可實時地為地面、海上和高空的各種動態和靜態用戶提供高精度的七維信息(三維位置、三維速度、和精密時間)。
  時鐘同步也叫“對鐘”。要把分布在各地的時鐘對準(同步起來),zui直觀的方法就是搬鐘,可用一個標準鐘作搬鐘,使各地的鐘均與標準鐘對準。或者使搬鐘首先與系統的標準時鐘對準,然后使系統中的其他時針與搬鐘比對,實現系統其他時鐘與系統統一標準時鐘同步。
  所謂系統中各時鐘的同步,并不要求各時鐘完全與統一標準時鐘對齊。只要求知道各時鐘與系統標準時鐘在比對時刻的鐘差以及比對后它相對標準鐘的漂移修正參數即可,勿須撥鐘。只有當該鐘積累鐘差較大時才作跳步或閏秒處理。因為要在比對時刻把兩鐘“鐘面時間對齊,一則需要有精密的相位微步調節器會調節時鐘用動源的相位,另外,各種驅動源的漂移規律也各不相同,即使在兩種比對時刻時鐘完全對齊,比對后也會產生誤差,仍需要觀測被比對時鐘驅動源相對標準鐘的漂移規律,故一般不這樣做。在導航系統用戶設備中。除授時型接收機在定位后需要調整1PPS信號前沿出現時刻外(它要求輸出秒信號的時刻與標推時鐘秒信號出現時刻一致),一般可用數學方法扣除鐘差。時間同步的另一種方法是用無線電波傳播時間信息。即利用無線電波來傳遞時間標準.然后由授時型接收機恢復時號與本地鐘相應時號比對,扣除它在傳播路徑上的時延及各種誤差因素的影響,實現鐘的同步。隨著對時鐘同步精度要求的不斷提高,用無線電波授時的方法,開始用短波授時(ms級精度),由于短波傳播路徑受電離層變化的影響,天波有一次和多次天波,地波傳播距離近,使授時精度僅能達到ms級。后來發展到用超長波即用奧米伽臺授時,其授時精度約10μs左右,后來又用長波即用羅蘭C臺鏈兼顧授時,其授時精度可達到μs,即使羅蘭C臺鏈組網也難于做到全球覆蓋。后來又發展到用衛星鐘作搬鐘。用超短波傳播時號.通過用戶接收共視某顆衛星,使其授時精度優于搬鐘可達到10ns精度。看來利用衛星授時是實現全球范圍時鐘精密同步的好辦法,只有利用衛星,才可在全球范圍內用超短波傳播時號;用超短波傳播時號不僅傳遞精度高,而且可提高時鐘比對精度,通過共視方法,把衛星鐘當作搬運鐘使用,且能使授時精度高于直接搬鐘,直接搬鐘難于使兩地時鐘去共視它。共視可以消除很多系統誤差以及隨時間慢變化的誤差,快變化的隨機誤差可通過積累平滑消除。
  所謂時間同步,即要求各點之間的時間相同。比如,我們國內都使用北京時間,時間同步設備就是調整本地的時間時鐘,使之與北京時間嚴格同步,并使各地之間的時間時鐘誤差維持在很小的范圍內,如小于100ns。維持時間同步與維持頻率同步相比要困難得多,它要求在維持頻率同步的同時,還要嚴格維持相位同步,不允許有相位積累。要消除時鐘設備跟蹤過程中帶來的相位誤差以及傳輸過程中引入的相位損傷,技術難度相當高。

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