GPS時(shí)鐘(GPS對(duì)時(shí)器,NTP網(wǎng)絡(luò)授時(shí)儀,GPS網(wǎng)絡(luò)校時(shí)器)的概述
GPS時(shí)鐘是由GPS和北斗衛(wèi)星接收單元、10MHz高穩(wěn)定晶體振蕩器頻率源、CPLD（可編程邏輯器件）與3個(gè)單片機(jī)組成的時(shí)間單元、顯示與系統(tǒng)管理單元、電源單元、網(wǎng)絡(luò)通信單元以及設(shè)置與校時(shí)軟件組成。
授時(shí)器設(shè)備是一種智能化、基于標(biāo)準(zhǔn)NTP/SNTP協(xié)議工作的網(wǎng)絡(luò)時(shí)間服務(wù)器。凡是網(wǎng)絡(luò)中支持NTP/SNTP協(xié)議的設(shè)備如計(jì)算機(jī)、路由器、DVR、NVR等都可以與來(lái)自本服務(wù)器的標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間源同步。其中配置RJ45網(wǎng)絡(luò)端口兩個(gè)，基于標(biāo)準(zhǔn)的NTP/SNTP協(xié)議，10/100M自適應(yīng)。
時(shí)間源可以配置GPS,北斗授時(shí)接收器（用戶可選），銣原子鐘或者恒溫晶振（用戶可選），本機(jī)不僅具有網(wǎng)絡(luò)端口，同時(shí)給用戶提供四路RS232C接口，可以滿足不能上網(wǎng)設(shè)備的對(duì)時(shí)需要。
上海銳呈電氣有限公司授時(shí)器產(chǎn)品采用表面貼裝技術(shù)生產(chǎn)，以高速芯片進(jìn)行控制，無(wú)硬盤和風(fēng)扇設(shè)計(jì)，具有精度高、穩(wěn)定性好、功能強(qiáng)、無(wú)積累誤差、不受地域氣候等環(huán)境條件限制、性價(jià)比高、操作簡(jiǎn)單、全自動(dòng)智能化運(yùn)行、免維護(hù)等特點(diǎn)，適合無(wú)人值守。該裝置可以為計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、計(jì)算機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)、流程控制管理系統(tǒng)、電子商務(wù)系統(tǒng)、網(wǎng)上B2B系統(tǒng)以及數(shù)據(jù)庫(kù)的保存維護(hù)等系統(tǒng)提供精密的標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間信號(hào)和時(shí)間戳服務(wù)。
授時(shí)器的技術(shù)指標(biāo)：
1．裝置工作溫度：-20℃～+70℃，貯存溫度：-40℃～+85℃，濕度：<95%。
2．功耗：≤15W。
3．電源：220V/110V交、直流自適應(yīng),雙電源冗余供電。
4．外形尺寸：1U/2U、19英寸。
5．時(shí)鐘源：GPS信號(hào)、北斗衛(wèi)星、IRIG-B碼、OCX0、銣原子鐘、CDMA、RS232、1PPS可選。
6．平均*間隔時(shí)間(MTBF)≥80000小時(shí)；平均維修時(shí)間（MTTR）：一般不大于30分。正常使用條件下無(wú)須維護(hù)。
7．北斗接收器：接收頻率（BD2 B1 ）：1561.098±4MHz。接收機(jī)靈敏度：-157.6dBW；
TTFF：冷啟動(dòng):32s,熱啟動(dòng):1s,失鎖重捕獲:<1s。
8．GPS接收器接收頻率：1575.42MHz；接收靈敏度：捕獲<-160dBW，跟蹤<-163dBW；捕獲時(shí)間：裝置冷啟動(dòng)時(shí)，<2min，裝置熱啟動(dòng)時(shí)，<10S；內(nèi)部電池類型：鋰電池，電池壽命：≮25000h。
9．網(wǎng)口支持協(xié)議：NTP/SNTP，ARP，UDP/ Time，Telnet，SNMP，MD5，ICMP，DHCP，TFTP，NTP V4，V3，V2，V1，NTP SERVER或NTP Client可選擇。
10．NTP/SNTP吞吐量：滿足每秒10000次時(shí)間請(qǐng)求。
11．授時(shí)天線長(zhǎng)度標(biāo)配30m,可選40、50、60、80、100、120、150、200m。
12．對(duì)時(shí)精度：脈沖、B碼：0.1μS，串口：10μS ，NTP/SNTP：0.2-10ms，PTP:70 nS。
授時(shí)器的功能
1 時(shí)鐘裝置接收GPS 與北斗衛(wèi)星雙冗余時(shí)間源，為網(wǎng)絡(luò)各節(jié)點(diǎn)提供統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間；具有2個(gè)網(wǎng)絡(luò)物理上隔離的雙網(wǎng)口網(wǎng)絡(luò)授時(shí)功能。適用于多種操作系統(tǒng)（WINDOWS/路由器/Linux/Unix/工作站/服務(wù)器等）。“北斗”（BD）GPS時(shí)間源自動(dòng)選擇，優(yōu)選GPS。即可以自動(dòng)選擇接收北斗或是接收GPS來(lái)同步本地鐘。開機(jī)加電默認(rèn)為接收GPS 同步。
2 面板可以顯示：①時(shí)、分、秒、年、月、日北京時(shí)間。② GPS與狀態(tài)信息。③ “北斗”（BD）的狀態(tài)信息。
3 內(nèi)部配置10MHZ高穩(wěn)定恒溫晶體振蕩器作為頻率源，有守時(shí)保持功能。
4 有六個(gè)LED指示燈，分別表示：GPS燈—是否收到GPS衛(wèi)星的工作狀態(tài)；LINK燈—網(wǎng)絡(luò)鏈接狀態(tài)（未聯(lián)網(wǎng)時(shí)，熄滅；鏈接正常時(shí)，常亮；）；NTP燈—網(wǎng)絡(luò)模塊內(nèi)部工作狀態(tài)；CLK燈—內(nèi)部頻率源/本地鐘的工作狀態(tài)（正常時(shí)每秒閃爍一次）。
5 支持標(biāo)準(zhǔn)NTP/SNTP協(xié)議，10/100M以太網(wǎng)自適應(yīng)。
6 有多種輸出接口，既適用于網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，又適用于其它外部設(shè)備（計(jì)算機(jī)、服務(wù)器、大型時(shí)鐘顯示屏等）的校時(shí)。輸出接口如下：RJ45網(wǎng)絡(luò)接口二路, RS232接口四路，1PPS秒脈沖（TTL電平）一路。
7 時(shí)間服務(wù)器端設(shè)置軟件：IP地址及網(wǎng)絡(luò)參數(shù)設(shè)置軟件，確保網(wǎng)絡(luò)可靠安全。
8 支持網(wǎng)絡(luò)時(shí)間協(xié)議：NTP V3，SNTP V2，SNTP V3， SNTP V4，并兼容本服務(wù)器配置的客戶端校時(shí)軟件。
9 按鍵操作可查看內(nèi)部狀態(tài)信息和日期、位置等各種工作參數(shù)。
10全模塊化即插即用結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，支持板卡熱插拔，配置靈活，維護(hù)方便，同時(shí)為將來(lái)現(xiàn)場(chǎng)網(wǎng)絡(luò)改造擴(kuò)建時(shí)增加對(duì)時(shí)端口提供了方便。
GPS時(shí)鐘是一種利用全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)（GPS）為基礎(chǔ)的高精度計(jì)時(shí)技術(shù)。GPS時(shí)鐘可以被廣泛應(yīng)用于科學(xué)研究、網(wǎng)絡(luò)通信、電信、航空航天、測(cè)繪、軍事等領(lǐng)域。本文將對(duì)GPS時(shí)鐘技術(shù)進(jìn)行分析，包括GPS時(shí)鐘原理、分類、GPS時(shí)鐘應(yīng)用場(chǎng)景以及發(fā)展前景。
一、GPS時(shí)鐘原理
基本原理是，利用GPS衛(wèi)星廣播的時(shí)間信號(hào)，通過(guò)接收和處理這些信號(hào)，精確地計(jì)算出地球上的本地時(shí)間。GPS衛(wèi)星發(fā)送的信號(hào)包括導(dǎo)航信號(hào)和時(shí)間信號(hào)，其中時(shí)間信號(hào)采用了歷元計(jì)時(shí)方式，每個(gè)歷元約為20納秒（ns）。GPS時(shí)鐘通過(guò)接收多個(gè)衛(wèi)星的時(shí)間信號(hào)，通過(guò)計(jì)算獲得原子鐘，以此來(lái)實(shí)現(xiàn)高精度的本地時(shí)間計(jì)算。
為了保證精度和穩(wěn)定性，GPS時(shí)鐘一般采用高精度晶體振蕩器（OCXO）或原子鐘等高精度時(shí)鐘源，以確保接收到的時(shí)間信號(hào)精度達(dá)到納秒級(jí)別。同時(shí)，由于GPS衛(wèi)星距離地面較遠(yuǎn)，信號(hào)傳輸存在大氣延遲等因素，GPS時(shí)鐘在處理時(shí)間信號(hào)時(shí)需要進(jìn)行校正，以消除這些誤差。
二、分類
根據(jù)使用場(chǎng)景、功能和要求的精度等因素，可以將其分為多種類型。其中，常見的GPS時(shí)鐘類型包括以下幾種：
1.基準(zhǔn)時(shí)鐘
基準(zhǔn)時(shí)鐘是指用于生成其他時(shí)鐘信號(hào)的參考時(shí)鐘，其精度和穩(wěn)定性是其他時(shí)鐘信號(hào)的關(guān)鍵指標(biāo)?；鶞?zhǔn)時(shí)鐘一般采用原子鐘等高精度時(shí)鐘源，以保證其時(shí)間誤差和漂移盡可能小。基準(zhǔn)時(shí)鐘被廣泛應(yīng)用于天文學(xué)、無(wú)線通信等領(lǐng)域。
2.同步時(shí)鐘
同步時(shí)鐘是指為了確保多個(gè)相關(guān)設(shè)備在時(shí)間上同步而使用的時(shí)鐘。同步時(shí)鐘需要具備高精度和高穩(wěn)定性，以避免設(shè)備之間的時(shí)間誤差影響系統(tǒng)運(yùn)行。同步時(shí)鐘廣泛應(yīng)用于電信、工業(yè)自動(dòng)化、軍事等領(lǐng)域。
3.頻標(biāo)時(shí)鐘
頻標(biāo)時(shí)鐘是指具有較高頻率穩(wěn)定性的時(shí)鐘，用于校準(zhǔn)其他普通時(shí)鐘的頻率。頻標(biāo)時(shí)鐘一般采用銫鐘、氫鐘等高精度時(shí)鐘源，以確保其頻率穩(wěn)定度盡可能高。頻標(biāo)時(shí)鐘被廣泛應(yīng)用于衛(wèi)星通信、時(shí)頻測(cè)量等領(lǐng)域。
4.普通時(shí)鐘
普通時(shí)鐘是指用于一般應(yīng)用的時(shí)鐘，其精度和穩(wěn)定性相對(duì)較低。普通時(shí)鐘一般采用晶體振蕩器等時(shí)鐘源，其精度約為毫秒或微秒級(jí)別。普通時(shí)鐘多用于智能手機(jī)、電腦等終端設(shè)備。
三、應(yīng)用場(chǎng)景
由于GPS時(shí)鐘具有高精度、高穩(wěn)定性和高可靠性等特點(diǎn)，其在多個(gè)領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用。以下是GPS時(shí)鐘應(yīng)用的一些場(chǎng)景：
1.空間通信
在空間通信中，用于保證衛(wèi)星和地面設(shè)備的時(shí)間同步。由于空間環(huán)境的特殊性，要求GPS時(shí)鐘具有較高的抗輻射能力和強(qiáng)韌性。
2.無(wú)線通信
在無(wú)線通信中，網(wǎng)絡(luò)同步和定位功能。GPS時(shí)鐘能夠精確地計(jì)算出信號(hào)傳輸?shù)臅r(shí)間差，從而實(shí)現(xiàn)信號(hào)定位和數(shù)據(jù)同步。
3.軍事
在軍事領(lǐng)域中，用于精確定位和導(dǎo)航等方面。GPS時(shí)鐘能夠提供高精度的時(shí)間同步和位置信息，以支持各種戰(zhàn)術(shù)行動(dòng)。
4.科學(xué)研究
在科學(xué)研究中，用于粒子物理學(xué)、宇宙學(xué)等領(lǐng)域的時(shí)間測(cè)量和事件觀測(cè)等方面。GPS時(shí)鐘能夠提供高精度的時(shí)間參考，以促進(jìn)科學(xué)研究的進(jìn)展。
四、發(fā)展前景
隨著網(wǎng)絡(luò)通信、工業(yè)自動(dòng)化、物聯(lián)網(wǎng)等領(lǐng)域的快速發(fā)展，GPS時(shí)鐘將面臨更廣泛和更高要求的應(yīng)用場(chǎng)景。未來(lái)，GPS時(shí)鐘可能會(huì)具備以下特點(diǎn)：
1.更高的精度
未來(lái)GPS時(shí)鐘可能會(huì)采用更高精度的時(shí)鐘源，以獲得更高的時(shí)間精度和更低的時(shí)間漂移，以滿足越來(lái)越嚴(yán)格的應(yīng)用需求。
2.更高的可靠性
未來(lái)GPS時(shí)鐘可能會(huì)采用更可靠的通信協(xié)議和數(shù)據(jù)處理方式，以確保數(shù)據(jù)傳輸?shù)臏?zhǔn)確性和穩(wěn)定性，以應(yīng)對(duì)各種現(xiàn)實(shí)環(huán)境的挑戰(zhàn)。
3.更廣泛的應(yīng)用場(chǎng)景
未來(lái)GPS時(shí)鐘將面臨更廣泛的應(yīng)用場(chǎng)景，包括工業(yè)自動(dòng)化、物聯(lián)網(wǎng)、智能交通等領(lǐng)域。隨著人工智能和大數(shù)據(jù)技術(shù)的不斷發(fā)展，GPS時(shí)鐘可能在更多領(lǐng)域發(fā)揮重要作用。
綜上所述，GPS時(shí)鐘是一種重要的高精度計(jì)時(shí)技術(shù)。隨著GPS技術(shù)和智能化技術(shù)的發(fā)展，GPS時(shí)鐘將在更多領(lǐng)域發(fā)揮重要作用，為各種應(yīng)用提供更高的精度、更高的可靠性和更廣泛的功能。
