GPS时钟系统（GPS同步时钟）技术方案-测试测量-与非网
&&&&&&& 在电力系统、CDMA2000、DVB、DMB等系统中,高精度的（GPS）对维持系统正常运转有至关重要的意义。
　　那如何利用GPS OEM来进行二次开发,产生高精度时钟发生器是一个研究的热点问题。
　　如在DVB-T单频网(SFN)中,对于时间同步的要求,同步精度达到几十个ns,对于这样高精度高稳定性的系统,如何进行商业级设计?
　　一、引言
　　在电力系统的许多领域，诸如时间顺序记录、继电保护、故障测距、电能计费、实时信息采集等等都需要有一个统一的、高精度的时间基准。利用GPS卫星信号进行对时是常用的方法之一。
　　目前，市场上各种类型的GPS-OEM板很多，价格适中，具有实用化的条件。利用GPS-OEM板进行二次开发，可以精确获得GPS时间信息的 GPS时钟系统（GPS同步时钟）。本文就是以加拿大马可尼公司生产的SUPERSTAR GPS OEM板为例介绍如何开发应用于电力系统的的GPS时钟系统（GPS同步时钟）。?
　　二、GPS授时模块
　　GPS时钟系统（GPS同步时钟）采用SUPERSTAR GPS OEM板作为GPS接受模块，SUPERSTAR GPS OEM板为并行12跟踪通道，全视野GPS接受模块。OEM板具有可充电锂电池。 L1频率为1575.42MHz，提供伪距及载波相位观测值的输出和1PPS（1 PULSE PER SECOND）脉冲输出。OEM板提供两个输入输出串行口，一个用作主通信口，可通过此串行口对OEM板进行设置，也可从此串口读取国际标准时间、日期、所处方位等信息。另一个串行口用于RTCM格式的差分数据的输出，当无差分信号或仅用于GPS授时，此串行口可不用。1PPS脉冲是标准的TTL逻辑输出形式，当导航输出有效时，该脉冲的上升沿与时间相对应。1PPS脉冲是每秒中输出的正脉冲信号，其幅值为5V，1PPS脉冲的上升沿与UCT标准时间的秒脉冲同步，其误差在正负1&s之内。可以利用此脉冲信号的上升沿作为UTC时间的对时信号，此外我们可通过同步脉冲电路将1PPS信号扩展为1PPM（1 PULSE PER MINUTE）、1PPH（1 PULSE PER HOUR）等等根据实际情况用于对时。每种脉冲的输出口数可以根据应用要求进行扩展。
　　SUPERSTAR GPS OEM板的主串口的通讯数据格式可采用CMC BINARY二进制或者CMC支持的NMEA的ASCII码，波特率可以在300bps到38400bps之间根据应用要求进行调整，具有8位数据位、1位起始位，1位停止位，无奇偶校验位。GPS数据信息中包含卫星状态、经度、纬度、时间、高度、速度等等各种信息，对于同步时钟的开发来讲，我们只需要读取其时间信息即可。因而，可以通过主串口对OEM板进行设置，使其以一定的波特率和某种通讯数据格式仅仅发送时间信息。例如我们若采取NMEA的ASCII码，则只需读取以&$GPZDA&为命令头的时间数据即可，然后可以很方便地从中分离出UTC时间的年、月、日、时、分、秒。
　　三、系统组成
　　GPS时钟系统（GPS同步时钟）包括GPS接受模块、中心处理单元、RS-232/485接口、CAN总线接口、同步脉冲发生电路、显示电路等几个部分。
　　1.中心处理单元
　　GPS同步时钟采用DS80C320作为系统的CPU。DS80C320是美国DALLAS公司推出的8位高速单片机，是与MCS-51系列兼容的单片微机。由于对微处理器内核进行了重新设计省去了多余的时钟和存储周期，若时钟工作频率相同，执行相同的程序代码，DS80C320的执行速度至少为倍。
　　DS80C320与80C32具有完全相同的封装，除拥有80C32所具有的I/O口、2个定时/计数器、串行口等资源外，还具有一些新*源，现列举如下。
　　a.串行口1
　　DS80C320额外提供与80C32相同的一个硬件串行通信口，在GPS同步时钟的开发中，我们由串行通信口0获得GPS时间数据，而由串行通信口1负责与各种电网自动化装置进行通讯。
　　b.双数据指针
　　DS80C320提供两个数据指针，当GPS时钟接收到GPS OEM板信息后，利用这两个数据指针，可以将数据送到不同的存储区域。
　　c.片内复位电路
　　DS80C320具有一套完整的上电/掉电复位逻辑。所以，使用DS80C320，无需外加外部复位电路。简化了硬件，提高了可靠性。
　　d.看门狗定时器
　　DS80C320具有一个可编程的看门狗定时器,因而无须象80C32那样外加看门狗电路。
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GPS时钟资料下载
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同步时钟装置（GPS时间同步装置,北斗授时服务器,GPS校时设备）专业生产商
&&& 在电力系统运行过程中，电网的运行状态瞬息万变，电网调度实行分层多级管理，调度
管理中心远离现场。为保证电网安全和经济运行，各种以计算机技术和通信技术为基础的自
动化装置被广泛应用，如调度自动化系统、故障录波装置、微机继电保护装置、事件顺序记
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站统一时钟的要求愈来愈迫切，有了统一时钟，既可实现全站各系统在统一时间基准下的运
行监控，也可以通过各动作的先后顺序来分析事故的原因及发展过程。因此电力系统的
安全、稳定、可靠运行对时钟的基准统一及精度的要求进一步提高，在电力系统的电厂、变
电站及调度中心等建立全站统一时间同步系统已经显得十分迫切和必要。
&&& 另外，各站往往有不同的装置需要接收时钟同步信号，其接口类型繁多，装置的数量也
不等，所以在实际应用中常感到卫星授时装置的某些类型接口数量不够或缺少某种类型的接
口，其结果就是全站中有些装置不能实现时钟同步，或者需要再增加一台甚至数台卫星授时
装置，而这往往受到资金不足或没有安装位置等限制。
W系列同步时钟装置是济南唯尚电子有限公司根据电力系统现在的需要及将来的发展要求基础上，自主开发的具有国内先进水平的授时产品。产品结合美国
GPS、中国北斗、俄罗斯格罗娜丝等技术特点并考虑了各种涉及国家安全的关联因素，实现了输入多源头(GPS、北斗、格罗娜丝、高精度守时、IRIG-B
码基准等)、输出多制式（TTL、空接点、IRIG-B、差分、串口、网络、等）、满足多设备(系统输出可以任意扩展，可以满足任何规模、任何方式的时间信号需求)的要求，可为电力、国防、广电、交通、石油化工、航道水运、邮电电信及相关领域的系统中需要接收时间同步信号的装置及系统提供高精度、高稳定、高安全，高可靠的时间基准信号。
同步时钟装置具备功能
1 授时功能
?&&& 秒(分，时)脉冲授时
包含 TTL、空接点、RS485、RS232、光纤等输出方式。
?&&& IRIG-B 时码授时
包含 TTL、交流调制、RS485 差分、RS232 串口、光纤等输出方式。
?&&& 报文授时
包含 RS485 差分、RS232 串口、光纤、网络等输出方式。
?&&& 网络协议授时
依照 NTP、SNTP、TCP 等标准网络时间同步协议输出。
2 测频功能
?&&& 电网频率测量
?&&& 频率越限
3 电钟功能
?&&& 电钟时间
?&&& 电钟时差
4 定时、闹钟功能
提供状态节点等输出。
5 数据存储功能
用于存储周波、电钟历史值、运行记录等。
6 其它附属功能
?&&& 系统运行状态多方式输出。
?&&& 定位功能等。
同步时钟装置的功能特点
?&&& 模块化结构，实现卫星时钟的通用化、标准化，以及接口资源的合理配置。
?&&& 所有模块支持热插拔，以及自动侦测，方便系统在线维护，保证授时系统连续可靠
?&&& 适应更多的组网方式,互备方式、主从方式等。
?&&& 灵活多变的组网模式。适用于双钟或多钟互备、子母钟等等方式。
?&&& 系统运行状态输出，多种方式接入全网同步时钟监控系统。
?&&& 同步测量，进一步提高了频率测量精度和一致性，精度达到
2/1000000（四位小数）。
?&&& 应用高性能器件，及独特的软处理方式，提供高精度的硬对时信号。配合先进的秒
脉冲补偿处理，可以保证全站所有最终出口的秒脉冲前沿准确度＜1μS。
?&&& 提供高精度时钟守时，在时钟源断开时保证守时精度优于 5x10-9/S。
?&&& 灵活多变的扩展方式。可通过光纤、网络、RS485 差分、RS232
串口、接点、TTL
等多种方式对授时信号进行扩展。
?&&& 多卫星系统接入，以及不同系统间的无缝切换，保证了授时系统的安全性及可靠性。
目前支持接入 GPS、北斗、格罗娜丝。
?&&& 采用 VFD 显示屏，具有高亮度、广视角、耐环境、长寿命等优点。
?&&& 使用上端设置软件，更方便输出配置、参数保存。
?&&& 通用数据存储卡，记录时钟系统运行信息。
?&&& 式结构，19 英寸标准，安装使用方便。
同步时钟装置的整机指标
1 电气参数
?&&& 输入电压：& AC85－265V，DC100－280V
?&&& 交流频率：& 50Hz±5Hz
2 环境参数
?&&& 储存温度：& -25－+75℃
?&&& 运行温度：& -5－+45℃（室内）
?&&& 相对湿度：& &95%（不结露）
?&&& 大气压力：& 86KPa－106KPa
?&&& 运行环境：&&&
无腐蚀性气体及导电尘埃、无严重霉菌存在、无剧烈振动源
3 电磁兼容
?&&& 绝缘性能：&&&&&
GB/T&& &&&& Ⅲ级
?&&& 抗高频干扰：&&&&&&
GB/T 8&&&&&& Ⅲ－Ⅳ级
?&&& 抗快速瞬变干扰：GB/T
8&&&&&& Ⅲ级
?&&& 抗静电放电干扰：GB/T
8&&&&&& Ⅲ级
?&&& 抗磁场干扰：&&&&&&
GB/T 8&&&&&& Ⅴ级
?&&& 抗浪涌干扰：&&&&&&
GB/T 8&&&&&& Ⅲ级
4 结构尺寸
?&&& 标准 19 英寸、2U 机箱，宽 445mm 高 88.8mm 深 280mm
5 性能指标
?&&& MTBF： 平均无故障时间，优于 80000hour
?&&& MTTR： 平均维修时间，小于 30min，支持热插拔
="_Toc1??27?f??d name="_Toc 电磁兼容性
装置在变电站保护室和控制室的电磁场环境下能正常工作，符合“GB/T 工业过程测量和控制装置的电磁兼容性”
中有关规定的要求，达到Ⅲ级标准。
采用交直流公用方式供电。
额定电压：单相220V，允许偏差 -20% ～ +20%；
频率：50Hz，允许偏差± 3Hz；
波形：正弦，波形畸变不大于5%。
4.2 直流电源
额定电压：220V、110V；
允许偏差：-20% ～ +20%；
纹波系数：≤5%。
4.3 功率消耗
不大于15W。
5 平均无故障间隔时间MTBF
正常使用条件下无须维护。
MTBF：在正常使用条件下不小于50000h
以上是同步时钟装置
GPS时钟同步设备的详细介绍，包括同步时钟装置
GPS时钟同步设备的厂家、价格、型号、图片、产地、品牌等信息!
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