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GPS同步時(shí)鐘的概念
更新時(shí)間：2015-09-18 點(diǎn)擊次數(shù)：1616次
GPS信息的特點(diǎn)：（1）覆蓋、全天侯、晝夜全連續(xù)地工作；（2）單向廣播體制，GPS接收機(jī)不發(fā)射信號(hào)，電磁兼容性能好，可有無限多的用戶。但無通信功能；（3）可實(shí)時(shí)地為地面、海上和高空的各種動(dòng)態(tài)和靜態(tài)用戶提供高精度的七維信息（三維位置、三維速度、和精密時(shí)間）。
時(shí)鐘同步也叫“對(duì)鐘”。要把分布在各地的時(shí)鐘對(duì)準(zhǔn)（同步起來），zui直觀的方法就是搬鐘，可用一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)鐘作搬鐘，使各地的鐘均與標(biāo)準(zhǔn)鐘對(duì)準(zhǔn)。或者使搬鐘首先與系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)時(shí)鐘對(duì)準(zhǔn)，然后使系統(tǒng)中的其他時(shí)針與搬鐘比對(duì)，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)其他時(shí)鐘與系統(tǒng)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)時(shí)鐘同步。
所謂系統(tǒng)中各時(shí)鐘的同步，并不要求各時(shí)鐘*與統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)時(shí)鐘對(duì)齊。只要求知道各時(shí)鐘與系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)時(shí)鐘在比對(duì)時(shí)刻的鐘差以及比對(duì)后它相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)鐘的漂移修正參數(shù)即可，勿須撥鐘。只有當(dāng)該鐘積累鐘差較大時(shí)才作跳步或閏秒處理。因?yàn)橐诒葘?duì)時(shí)刻把兩鐘“鐘面時(shí)間對(duì)齊，一則需要有精密的相位微步調(diào)節(jié)器會(huì)調(diào)節(jié)時(shí)鐘用動(dòng)源的相位，另外，各種驅(qū)動(dòng)源的漂移規(guī)律也各不相同，即使在兩種比對(duì)時(shí)刻時(shí)鐘*對(duì)齊，比對(duì)后也會(huì)產(chǎn)生誤差，仍需要觀測(cè)被比對(duì)時(shí)鐘驅(qū)動(dòng)源相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)鐘的漂移規(guī)律，故一般不這樣做。在導(dǎo)航系統(tǒng)用戶設(shè)備中。除授時(shí)型接收機(jī)在定位后需要調(diào)整1PPS信號(hào)前沿出現(xiàn)時(shí)刻外（它要求輸出秒信號(hào)的時(shí)刻與標(biāo)推時(shí)鐘秒信號(hào)出現(xiàn)時(shí)刻一致），一般可用數(shù)學(xué)方法扣除鐘差。時(shí)間同步的另一種方法是用無線電波傳播時(shí)間信息。即利用無線電波來傳遞時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)．然后由授時(shí)型接收機(jī)恢復(fù)時(shí)號(hào)與本地鐘相應(yīng)時(shí)號(hào)比對(duì)，扣除它在傳播路徑上的時(shí)延及各種誤差因素的影響，實(shí)現(xiàn)鐘的同步。隨著對(duì)時(shí)鐘同步精度要求的不斷提高，用無線電波授時(shí)的方法，開始用短波授時(shí)（ms級(jí)精度），由于短波傳播路徑受電離層變化的影響，天波有一次和多次天波，地波傳播距離近，使授時(shí)精度僅能達(dá)到ms級(jí)。后來發(fā)展到用超長(zhǎng)波即用奧米伽臺(tái)授時(shí)，其授時(shí)精度約10μs左右，后來又用長(zhǎng)波即用羅蘭C臺(tái)鏈兼顧授時(shí)，其授時(shí)精度可達(dá)到μs，即使羅蘭C臺(tái)鏈組網(wǎng)也難于做到覆蓋。后來又發(fā)展到用衛(wèi)星鐘作搬鐘。用超短波傳播時(shí)號(hào)．通過用戶接收共視某顆衛(wèi)星，使其授時(shí)精度優(yōu)于搬鐘可達(dá)到10ns精度。看來利用衛(wèi)星授時(shí)是實(shí)現(xiàn)范圍時(shí)鐘精密同步的好辦法，只有利用衛(wèi)星，才可在范圍內(nèi)用超短波傳播時(shí)號(hào)；用超短波傳播時(shí)號(hào)不僅傳遞精度高，而且可提高時(shí)鐘比對(duì)精度，通過共視方法，把衛(wèi)星鐘當(dāng)作搬運(yùn)鐘使用，且能使授時(shí)精度高于直接搬鐘，直接搬鐘難于使兩地時(shí)鐘去共視它。共視可以消除很多系統(tǒng)誤差以及隨時(shí)間慢變化的誤差，快變化的隨機(jī)誤差可通過積累平滑消除。
所謂時(shí)間同步，即要求各點(diǎn)之間的時(shí)間相同。比如，我們國內(nèi)都使用北京時(shí)間，時(shí)間同步設(shè)備就是調(diào)整本地的時(shí)間時(shí)鐘，使之與北京時(shí)間嚴(yán)格同步，并使各地之間的時(shí)間時(shí)鐘誤差維持在很小的范圍內(nèi)，如小于100ns。維持時(shí)間同步與維持頻率同步相比要困難得多，它要求在維持頻率同步的同時(shí)，還要嚴(yán)格維持相位同步，不允許有相位積累。要消除時(shí)鐘設(shè)備跟蹤過程中帶來的相位誤差以及傳輸過程中引入的相位損傷，技術(shù)難度相當(dāng)高。
