GPS時(shí)鐘系統(tǒng)的簡(jiǎn)介及工作原理

發(fā)布時(shí)間：2017-04-07 來(lái)源：

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

GPS時(shí)鐘系統(tǒng)一般由GPS衛(wèi)星信號(hào)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(shí)鐘

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

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

利用1PPS（秒脈沖）信號(hào)的上升沿來(lái)實(shí)現(xiàn)外部時(shí)鐘與GPS時(shí)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(shí)間同步的時(shí)間碼標(biāo)準(zhǔn),其中應(yīng)用廣泛的是IRIG-B版本，簡(jiǎn)稱B碼。B碼以BCD碼方式輸出，每秒輸出一次，內(nèi)含100個(gè)脈沖，輸出的時(shí)間信息為：秒、分、時(shí)，日期順序排列。B碼信號(hào)一般有（TTL）電平方式、RS422電平方式、RS232電平方式、調(diào)制信號(hào)（AM）四種形式。

脈沖對(duì)時(shí)和串行口對(duì)時(shí)各有優(yōu)缺點(diǎn)，前者精度高但是無(wú)法直接提供時(shí)間信息；而后者對(duì)時(shí)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(gè)管理機(jī)、多個(gè)子系統(tǒng)的時(shí)候時(shí)間精度受串口通信時(shí)延的影響尤為突出。

B碼對(duì)時(shí)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(shí)間信息的對(duì)時(shí)方式，當(dāng)變電站的智能設(shè)備采用B碼對(duì)時(shí)，就不再需要現(xiàn)場(chǎng)總線的通信報(bào)文對(duì)時(shí),也不再需要GPS輸出大量脈沖接點(diǎn)信號(hào)。

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