衛(wèi)星授時(shí)是通過(guò)導(dǎo)航衛(wèi)星來(lái)進(jìn)行發(fā)播或轉(zhuǎn)播標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間信號(hào)的授時(shí)手段。憑借授時(shí)成本低,精度高,實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單等特點(diǎn)獲得廣泛的應(yīng)用。
目前常用導(dǎo)航衛(wèi)星有中國(guó)的北斗導(dǎo)航系統(tǒng)和美國(guó)的GPS。衛(wèi)星授時(shí)與定位是結(jié)合在一起的,一般用戶在獲得自身精確定位基礎(chǔ)上即可實(shí)現(xiàn)精確授時(shí)。
GPS衛(wèi)星授時(shí)器一般由天線、射頻單元、信號(hào)處理單元、數(shù)據(jù)處理單元和輸出接口單元組成。
目前GPS衛(wèi)星授時(shí)器有多種時(shí)間同步接口標(biāo)準(zhǔn)實(shí)現(xiàn)時(shí)間的傳遞。對(duì)于廣域分布式網(wǎng)絡(luò)而言,采用衛(wèi)星授時(shí)接收機(jī)得到標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間后,需要將這個(gè)時(shí)間發(fā)布給系統(tǒng)的每個(gè)部分。
常用的時(shí)間同步接口有時(shí)間編碼,典型的時(shí)間碼如IRIG-B碼,有直流碼和交流碼之分。交流碼(AC)信號(hào)是進(jìn)行了調(diào)制,傳輸距離較遠(yuǎn)。在短距離內(nèi)也常用到時(shí)間報(bào)文接口,通過(guò)RS232串口傳遞時(shí)間。光纖優(yōu)于不受電磁干擾,目前也成為常用的時(shí)間傳遞手段。
NTP網(wǎng)絡(luò)時(shí)間同步采用網(wǎng)絡(luò)協(xié)議來(lái)實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)的時(shí)間同步,目前得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。通過(guò)網(wǎng)絡(luò)上確定若干網(wǎng)點(diǎn)作為時(shí)鐘源網(wǎng)站,以此來(lái)為實(shí)現(xiàn)與UTC時(shí)間的同步,為用戶提供統(tǒng)一、標(biāo)準(zhǔn)的時(shí)間傳遞服務(wù)?;ヂ?lián)網(wǎng)上時(shí)間同步的復(fù)雜性,這一點(diǎn)在NTP時(shí)間協(xié)議設(shè)計(jì)的最開(kāi)始就考慮到了,做了專門(mén)的處理。因此目前在實(shí)際應(yīng)用當(dāng)中當(dāng)時(shí)鐘源有效的情況下可以實(shí)現(xiàn)時(shí)間的校正跟蹤,假如發(fā)生網(wǎng)絡(luò)故障的情況下也依然能維持時(shí)間的穩(wěn)定。保證網(wǎng)絡(luò)在一定時(shí)間內(nèi)保持精準(zhǔn)的時(shí)間同步,因此采用基于UDP/IP的層次式時(shí)間分布模型的NTP機(jī)制可滿足不同的互聯(lián)網(wǎng)環(huán)境。推薦的相關(guān)gps衛(wèi)星授時(shí)器型號(hào)為HR-901GB型。
隨著對(duì)時(shí)間同步精度要求的提高,ntp網(wǎng)絡(luò)授時(shí)ms級(jí)別精度在許多對(duì)同步精度要求更高的領(lǐng)域已經(jīng)無(wú)法滿足需求。這種情況IEEE 1588 PTP受到許多用戶的關(guān)注,PTP的全稱是“網(wǎng)絡(luò)測(cè)量和控制系統(tǒng)的精密時(shí)鐘同步協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)”。以HR-901GB型IEEE1588主時(shí)鐘為例,ptp授時(shí)精度高,可達(dá)到ns級(jí)別但是必須有硬件電路支持才可以使用需要主從搭配。ptp協(xié)議里面有兩種對(duì)時(shí)方式,一種是mac方式,一種是udp模式,精度是一樣的,常用的是udp模式。
時(shí)間報(bào)文是指由授時(shí)設(shè)備在接收到基準(zhǔn)時(shí)間源后對(duì)時(shí)間信息進(jìn)行提取校正并按照一定格式輸出的時(shí)間信息。例如HR-906C型GPS北斗授時(shí)導(dǎo)航接收機(jī),時(shí)間報(bào)文一般與秒脈沖結(jié)合在一起使用,其授時(shí)原理如圖所示,一般報(bào)文信息在秒脈沖脈沖后某一個(gè)時(shí)間間隔內(nèi)輸出,報(bào)文消息中包含了秒脈沖對(duì)應(yīng)的時(shí)刻,秒脈沖的上升時(shí)間一般小于5ns,利用秒脈沖精度的上升沿可提供數(shù)ns級(jí)的授時(shí)精度。
目前時(shí)間報(bào)文中NEMA協(xié)議應(yīng)用最為廣泛,NEMA協(xié)議中與時(shí)間有關(guān)的命令主要有GGA、GLL、RMC等命令。
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