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GPS同步时钟的概念
发布时间:2015-09-18   点击次数:752次
                                          GPS同步时钟     
      GPS信息的特点:(1)全球覆盖、全天侯、昼夜全连续地工作;(2)单向广播体制,GPS接收机不发射信号,电磁兼容性能好,可有无限多的用户。但无通信功能;(3)可实时地为地面、海上和高空的各种动态和静态用户提供高精度的七维信息(三维位置、三维速度、和精密时间)。
  时钟同步也叫“对钟”。要把分布在各地的时钟对准(同步起来),zui直观的方法就是搬钟,可用一个标准钟作搬钟,使各地的钟均与标准钟对准。或者使搬钟首先与系统的标准时钟对准,然后使系统中的其他时针与搬钟比对,实现系统其他时钟与系统统一标准时钟同步。
  所谓系统中各时钟的同步,并不要求各时钟完全与统一标准时钟对齐。只要求知道各时钟与系统标准时钟在比对时刻的钟差以及比对后它相对标准钟的漂移修正参数即可,勿须拨钟。只有当该钟积累钟差较大时才作跳步或闰秒处理。因为要在比对时刻把两钟“钟面时间对齐,一则需要有精密的相位微步调节器会调节时钟用动源的相位,另外,各种驱动源的漂移规律也各不相同,即使在两种比对时刻时钟完全对齐,比对后也会产生误差,仍需要观测被比对时钟驱动源相对标准钟的漂移规律,故一般不这样做。在导航系统用户设备中。除授时型接收机在定位后需要调整1PPS信号前沿出现时刻外(它要求输出秒信号的时刻与标推时钟秒信号出现时刻一致),一般可用数学方法扣除钟差。时间同步的另一种方法是用无线电波传播时间信息。即利用无线电波来传递时间标准.然后由授时型接收机恢复时号与本地钟相应时号比对,扣除它在传播路径上的时延及各种误差因素的影响,实现钟的同步。随着对时钟同步精度要求的不断提高,用无线电波授时的方法,开始用短波授时(ms级精度),由于短波传播路径受电离层变化的影响,天波有一次和多次天波,地波传播距离近,使授时精度仅能达到ms级。后来发展到用超长波即用奥米伽台授时,其授时精度约10μs左右,后来又用长波即用罗兰C台链兼顾授时,其授时精度可达到μs,即使罗兰C台链组网也难于做到全球覆盖。后来又发展到用卫星钟作搬钟。用超短波传播时号.通过用户接收共视某颗卫星,使其授时精度优于搬钟可达到10ns精度。看来利用卫星授时是实现全球范围时钟精密同步的好办法,只有利用卫星,才可在全球范围内用超短波传播时号;用超短波传播时号不仅传递精度高,而且可提高时钟比对精度,通过共视方法,把卫星钟当作搬运钟使用,且能使授时精度高于直接搬钟,直接搬钟难于使两地时钟去共视它。共视可以消除很多系统误差以及随时间慢变化的误差,快变化的随机误差可通过积累平滑消除。
  所谓时间同步,即要求各点之间的时间相同。比如,我们国内都使用北京时间,时间同步设备就是调整本地的时间时钟,使之与北京时间严格同步,并使各地之间的时间时钟误差维持在很小的范围内,如小于100ns。维持时间同步与维持频率同步相比要困难得多,它要求在维持频率同步的同时,还要严格维持相位同步,不允许有相位积累。要消除时钟设备跟踪过程中带来的相位误差以及传输过程中引入的相位损伤,技术难度相当高。

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