GPS時鐘系統(tǒng)的簡介及工作原理

發(fā)布時間：2017-04-07 來源：

GPS時鐘系統(tǒng)利用RS232接口吸收GPS衛(wèi)星傳來的信號，而后經(jīng)主CPU地方解決單元的規(guī)約轉(zhuǎn)換、當(dāng)?shù)貢r間轉(zhuǎn)換成滿意各種要求的接口（RS232/RS422/RS485等）和時間編碼輸出（IRIG_B 碼，ASCII 碼等）。

GPS時鐘系統(tǒng)一般由GPS衛(wèi)星信號接收部分、CPU部分、輸出或擴(kuò)展部分、電源部分、人機(jī)交互模塊部分組成。

GPS時鐘

GPS時鐘系統(tǒng)主要有同步脈沖輸出、串行時間信息輸出和IRIG-B碼輸出三種對時方式。脈沖同步輸出方式，即同步時鐘每隔一定的時間間隔輸出一個的同步脈沖。被授時裝置在接收到同步脈沖后進(jìn)行對時，消除裝置內(nèi)部時鐘的走時誤差。

脈沖同步的缺點(diǎn)是無法直接提供時間信息，被授時裝置如果時間源就出錯，會一直錯誤走下去。串行同步輸出方式，是將時刻信息以串行數(shù)據(jù)流的方式輸出。各種被授時裝置接收每秒一次的串行時間信息獲得時間同步，在未接收到廣播對時令的這段時間間隔內(nèi)，裝置時鐘存在自身走時誤差問題，使用串行方式對時比脈沖對時方式復(fù)雜，另外在接收過程中，信息處理耗費(fèi)的時間也會影響對時精度，所以主要用于給事件加上時間標(biāo)記，如果要提高對時精度，現(xiàn)場應(yīng)用時還需要再給出秒對時脈沖信號。

利用1PPS（秒脈沖）信號的上升沿來實(shí)現(xiàn)外部時鐘與GPS時鐘的同步以及將同步誤差抑制在滿足系統(tǒng)精度要求范圍之內(nèi)。</P>

IRIG-B碼輸出方式，IRIG組織發(fā)布的用于各系統(tǒng)時間同步的時間碼標(biāo)準(zhǔn),其中應(yīng)用廣泛的是IRIG-B版本，簡稱B碼。B碼以BCD碼方式輸出，每秒輸出一次，內(nèi)含100個脈沖，輸出的時間信息為：秒、分、時，日期順序排列。B碼信號一般有（TTL）電平方式、RS422電平方式、RS232電平方式、調(diào)制信號（AM）四種形式。

脈沖對時和串行口對時各有優(yōu)缺點(diǎn)，前者精度高但是無法直接提供時間信息；而后者對時精度比較低，尤其是多小室模式或者監(jiān)控系統(tǒng)中有多個管理機(jī)、多個子系統(tǒng)的時候時間精度受串口通信時延的影響尤為突出。

B碼對時兼顧了兩者的優(yōu)點(diǎn)，是一種精度很高并且又含有標(biāo)準(zhǔn)的時間信息的對時方式，當(dāng)變電站的智能設(shè)備采用B碼對時，就不再需要現(xiàn)場總線的通信報文對時,也不再需要GPS輸出大量脈沖接點(diǎn)信號。

按技術(shù)規(guī)范規(guī)定凡新投運(yùn)的需授時變電站自動化系統(tǒng)間隔層設(shè)備，原則上應(yīng)采用IRIG-B碼（DC）GPS時鐘時鐘同步信號。