北斗卫星授时系统在西安某导航研究所成功运营

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2016-08-05
来源:西安同步原创

2016年7月,热烈祝贺西安同步电子科技有限公司自主研发生产的北斗卫星授时系统在西安某导航研究所成功运营,并获得相当不错的评价。

北斗卫星授时系统是中国人自己的卫星授时系统,是我们国人的骄傲。今天西安同步电子科技有限公司带大家了解一下北斗卫星授时系统以及应用。

1、北斗卫星授时系统介绍

基于北斗授时设备最早在2003年进入通信领域,在2008年之前主要提供频率同步服务,此后可同时提供时间同步和频率同步服务。根据近十年的多次测试情况,可以看出北斗设备在正常情况下可以满足通信网中对频率同步和时间同步的要求,尤其是2008年以后生产的北斗设备其性能普遍达到了GPS卫星接收机设备的水平,完全可以满足通信网中各种通信设备对频率同步和时间同步的需求。

面对国际上风云变幻的局势,作为一个独立自主的大国,建立我们自己的星基的导航定位和授时系统无论对于保障国民经济的日常运作或国家安全都至关重要,正如中国科学院院长路甬祥指出的那样,我们应该有“中国的GPS”。

在真正实现“中国的GPS”的战略规划时,系统定时是其中需要解决的最关键技术之一。系统用原子钟的研制,系统钟时间同步的建立和保持,构成了这一研究的两个核心。就我们所知,在这些方面,我国目前还缺乏系统的准备。这有必要引起有关领导部门的重视和加强这一研究工作的指导、组织与支持。

2、北斗授时的应用

北斗授时是通信网络安全组网的根本保证就同步网而言,我国的频率同步网采用的是多基准混合同步方式,即全网部署多个1级基准时钟设备,并且需配置高性能的卫星授时接收机,以保证全网的定时性能。我国的时间同步网则采用分布式组网方式,即在每个时间同步设备上均需配置高性能的卫星授时接收机,以保证全网的时间精度。

就移动通信网络而言,CDMA基站、CDMA2000基站、TD-SCDMA基站等均需要高精度的时间同步,目前是在每个基站上配置GPS授时模块。如果基站与基站之间的时间同步不能达到一定要求,将可能导致在选择器中发生指令不匹配,从而导致通话连接不能正常建立,影响无线业务的接续质量。

北斗授时性能可以满足通信网络的需求,基于北斗/GPS双模的授时设备最早在2003年进入通信领域,在2008年之前主要提供频率同步服务,此后可同时提供时间同步和频率同步服务。根据近十年的多次测试情况,可以看出北斗设备在正常情况下可以满足通信网中对频率同步和时间同步的要求,尤其是2008年以后生产的北斗设备其性能普遍达到了GPS卫星接收机设备的水平,完全可以满足通信网中各种通信设备对频率同步和时间同步的需求。

对于一个进入信息社会的现代化大国,导航定位和授时系统是最重要、而且也是最关键的国家基础设施之一。现代武器实(试)验、战争需要它保障,智能化交通运输系统的建立和数字化地球的实现需要它支持。现代通信网和电力网建设也越来越增强了对精度时间和频率的依赖。为了提高民用定位定时的性能和可靠性、安全性,利用这些卫星系统建立广域增强系统(Waas)在美国、日本、欧洲和俄罗斯也在计划或研制之中。

这些系统导航定位的基本概念都是以精度时间测量为基础的。正如有人所指出的那样,我们人类生活在余割四维的世界(x、y、z、t)其中一维就是时间,而另外三维的精度确定,就今天而言,没有精确的定时也是难以实现的。

单从授时出发,不难理解系统发播时间的精确控制是不可缺少的。而对于导航定位,系统内部钟(星载钟和地面监测和控制台站的钟)的同步就极为关键。没有原子钟的支持,没有钟同步和保持技术的支持,实现星基导航和定位是不可能的。在完成精确时间的传递过程,需要对传播时延作精确修正,而这又需要知道用户的精确地理位置。

NTP协议简介

网络授时是指NTP协议全称网络时间协议(Network Time protocol)。它的目的是在国际互联网上传递统一、标准的时间。具体的实现方案是在网络上**若干时钟源网站,为用户提供授时服务,并且这些网站间应该能够相互比对,提高准确度。

NTP协议全称网络时间协议(Network Time Protocol)。它的目的是在国际互联网上传递统一、标准的时间。具体的实现方案是在网络上**若干时钟源网站,为用户提供授时服务,并且这些网站间应该能够相互比对,提高准确度。以通信道为媒介同步授时,如计算机网络、电话网络。这种授时方式需要占用信道时间,对信道的可靠性要求高,而且由于时间信号通过信道传送到不同终端的延时不同,只能满足中等精度时间用户的要求。

NTP同时同步指的是通过网络的NTP协议与时间源进行时间校准。前提条件,时间源输出必须通过网络接口,数据输出格式必须符合NTP协议。

局域网内所有的PC、服务器和其他设备通过网络与时间服务器保持同步,NTP协议自动判断网络延时,并给得到的数据进行时间补偿。从而使局域网设备时间保持统一精准。

使用互联网同步计算机的时间是十分方便的,目前这种方式在局域网内得到广泛的应用。微软公司已将网络时间协议(NTP)嵌入到Windows XP系统中,只要计算机能联网,就能进行局域网或广域网内的计算机时间校准。NTP协议包含一个64bit的协调世界时(UTC)时间戳,时间分辨率时200ps,并可以提供1~50ms的时间精度(依赖网络负载)。但实验表明这种技术在洲际间的校准精度只能达到几百毫秒甚至只能达到秒的量级。所以,在庞大的网络中应设立一级和二级时间服务器来解决精度的问题。

网络对时意义

在互联网上进行时间同步具有重要意义。互联网起源于军事用途明显的ARPA网。在军事应用领域,时间从来就是一个非常重要的考虑因素。对于互联网的时间同步和NTP的研究,就是在美国国防部的资助下启动和进行的。随着互联网的发展和延伸到社会的各个方面,在其他的领域对时间同步也提出了多种要求,例如各种实时的网上交易、制造过程控制、通信网络的时间配置、网络安全性设计、分布性的网络计算和处理、交通航班航路管理以及数据库文件管理和呼叫记录等多种涉及时间戳的应用,都需要精确、可靠和公认的时间。




北斗卫星授时系统设备简介

北斗卫星授时系统内装高精度恒温晶振0CXO,接收北斗二代/GPS/GLONASS卫星信号和IRIG-B码信号,优先选择卫星信号,使用外部定时信号对本机进行时间同步,产生交直流IRIG-B码信号、时、分、秒脉冲信号、NTP网络授时,串行口时间信息和1PPS(秒信号)同步脉冲信号。

北斗卫星授时系统实物图如下:

北斗卫星授时系统

北斗卫星授时系统系统特点

a)性价比高,应用广泛;

b)授时精度高;

c)完全保证数据安全性,可全设置同一个网段或者不同网段,支持多种流行的时间发布协议;

d)多种授时接口输出,可自由组合,最多可同时输出120组授时接口;

e)整体功耗小,采用无风扇设计,运行可靠稳定。

北斗卫星授时系统性能

1)设备外参考输入信号包括一路卫星信号,两路IRIG-B(DC)信号;

2)卫星选择功能:具有六种选择,分别为GPS北斗混合授时,GPS&GLONASS混合授时,北斗GLONASS混合授时,单GPS授时,单北斗授时,单GLONASS授时,满足客户对卫星信号的各种授时需求;

3)工作模式:包括自动模式,手动模式,守时模式等三种模式,其中自动模式表示优先选择卫星信号,然后选择IRIG-B信号;手动模式表示由用户手动选择外部参考;守时模式表示不接收外部参考,使用设备内部振荡器进行守时;

4)系统设置功能:用户通过按键对波特率、时区,延迟等进行设置;

5)输出IRIG-B交直流信号,输出5路RS232C串口,输出5路1PPS,5路1PPM;

6)1路NTP网络授时功能;

7)干接点报警功能:具有5个报警功能,分别为故障报警,卫星报警,IRIG-B(1)报警,IRIG-B(2)报警,失步报警;

8)自动保存各种配置状态,完全满足各种客户需求。

9)装置采用全模块化即插即用结构设计,配置灵活,维护方便,同时为将来电厂/变电站改造扩建时增加或更改对时信号接口提供了方便。

10)电力时钟装置不仅提供了丰富的信号接口资源和开放式特殊接口设计平台,具备优异的兼容能力。装置可提供多路脉冲信号(1PPS、1PPM、1PPH、事件,空接点、差分、TTL、24V/110V/220V有源)、IRIG-B信号(TTL、422、232、AC)、时间报文(RS232、RS422/485)、NTP网络时间信号,可以满足电厂内不同设备的校时接口要求

结束语

有着多年专业研发生产时北斗卫星授时系统经验,产品性能**!设计合理!我们能做超出您想象的时钟产品及服务态度,西安同步电子科技有限公司愿和您一起见证奇迹

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