GPS 時鐘系統（北斗/GPS雙模時鐘系統,北斗網絡授時裝置,GPS對時儀）授時解決方案
隨著電廠、變電站自動化水平的提高，各種以計算機技術和通信技術為基礎的自動化裝置廣泛應用，如調度自動化系統、微機保護裝置、故障錄波裝置。其運行實行分層控制，設備的運行往往要靠數百公里外的調度員指揮；電網運行瞬息萬變，發生事故后更要及時處理，這些都需要有統一的時間基 準。有了統一準確的時間，既可實現全廠（站）各系統在GPS（北斗）時間基準下的運行監控，也可以通過事故后各開關動作、調整的先后順序及準確時間來分析事故的原因及過程。統一準確的時間是保證電力系統安全運行，提高運行水平的一個措施。因此，在電網內的電廠、變電站及調度中心等建立的時間同步系統是必要和迫切的。
GPS 時鐘系統（GPS clock）指的是使用全球定位系統（GPS）信號作為時鐘參考源的時鐘。它通過接收GPS衛星發射的信號來確定其世界時鐘（UTC）參考源，以達到高精度和穩定的時間測量。GPS時鐘主要應用于精確時間測量、網絡同步以及位置服務等領域。本文將從以下幾個方面介紹GPS時鐘的作用：
一、GPS 時鐘系統的基本原理
全球定位系統（GPS）是一種基于衛星的定位系統，由一組在地球軌道上繞行的衛星和地面控制站組成。GPS衛星系統的精確定位依賴于接收器的時鐘準確性，所以GPS衛星也自帶精確的時鐘（Cesium atomic clock），它們是穩定的時鐘之一。
原理就是接收GPS衛星信號的過程。當GPS衛星發射信號時，它的信號中包含確定的時間信息（衛星的精確時間），接收器接收到這些信號后就可以測量從信號發出到接收器到達的時間差，從而計算出接收器的位置。由于GPS衛星自帶高精度的時鐘，GPS時鐘依賴于GPS衛星信號的時間參考來測量時間，因此它可以實現非常高的時間精度和穩定性。這也是GPS時鐘的一個顯著的特點。
二、GPS時鐘的作用
1. 精確時間測量
是全球范圍內精確時間測量的重要工具。GPS系統本身也是精確的時鐘之一，而GPS時鐘通過實時接收GPS衛星信號來確定其時鐘參考源，從而獲得高精度的時鐘信號。利用GPS時鐘可以實現毫秒級別的時間精度，這對于一些需要高精度時間測量的領域非常關鍵，比如粒子加速器、半導體制造等。
2. 網絡同步
在計算機網絡等系統中，網絡時鐘同步對于系統的正確運行和數據的一致性非常重要。而GPS時鐘可以通過其高精度的時間測量和穩定性，提供一種可靠的網絡時鐘同步方案。利用GPS時鐘同步網絡時鐘可以實現微秒級別的同步，這對于高性能計算和通信網絡非常重要。
3. 智能手機位置服務
智能手機的位置服務是通過GPS系統來實現的，而GPS時鐘則是維持GPS系統精準測量的重要組成部分。GPS時鐘的高精度和穩定性保證了信號傳輸的時間精度，從而實現更高精度的定位服務。如今，智能手機上的地圖應用已經成為人們日常生活中的一部分，而這都離不開GPS定位和GPS時鐘的支持。
4. 科學研究
在科學研究中，時間測量對于研究結果的精度和可靠性至關重要。而GPS時鐘作為高精度和穩定性的時間測量工具，已經廣泛應用于許多科學研究領域，如天文學、地質學、地球物理學、氣象學等。在這些領域中，GPS時鐘可以用來跟蹤地球的自轉、軌道的變化、氣候的變遷等重要數據，提供科學家們精確而可靠的時間測量。
三、GPS 時鐘系統的類型
按其種類可以分為主鐘（Master clock）和輔鐘（Slave clock）。主鐘是一個高精度的GPS時鐘，可以通過GPS衛星接收器來接收GPS衛星的信號，并將精確的時間信號提供給其他設備。而輔鐘一般為網絡中的其他設備，通過與主鐘同步工作，從而保持網絡的同步和一致性。
此外，還可以按照安裝方式分為內置式（Build-in GPS clock）和外接式（External GPS clock）。內置式GPS時鐘直接安裝在設備內部，與設備結合程度高，通常用于精度要求較高的領域。而外接式GPS時鐘則獨立于設備之外，可以為多個設備提供時間參考，通常用于網絡同步和數據采集等領域。
是一種以全球定位系統（GPS）信號作為時鐘參考源的高精度時鐘。GPS時鐘通過接收GPS衛星信號來測量時間，實現高精度和穩定的時間測量。GPS時鐘廣泛應用于精確時間測量、網絡同步、位置服務、科學研究等領域。盡管GPS時鐘的應用領域不斷擴大，但在實際應用過程中也需要根據不同需求和場景選擇適合的GPS時鐘類型和安裝方式。
除了各設備廠家單獨安裝各自的時鐘同步系統解決對時問題外，更好的解決方案是全廠或站安裝統一的一套G P S 時鐘，所需要對時的地方集中安裝二級時鐘或對鐘擴展裝置。GPS 時鐘系統采用此方案的好處是：
?、?該方案能確保廠、站的時間真正統一。
G P S 時鐘受接收天線的安裝位置和天氣的影響較大，如果天線的安裝位置不佳，有遮擋時會造成，無法對時。相關設備只能靠內部自身時鐘維持，而目前時鐘走時精度約為2秒/每日（DALLAS DS12887）。有些時鐘還要更差些。而廠、站內有些安裝位置好的GPS能夠對時，這就造成廠內時鐘的不*。對數據的分析處理產生影響。采用全廠、站安裝統一的一套G P S 時鐘就可以選擇較好的位置安裝、另外采用雙機備份提高可靠性。選擇高精度守時鐘。在即使接收不到GPS北斗信號時仍能確保站內時間的統一。
?、?精度和可靠性高
由于只選擇一套GPS接收時鐘，因此可以選擇精度高的，并采用雙機備份方案確保時鐘的可靠性。 而各自單一接收的GPS因受安裝位置、價格的限制，不會采用較高的配置。另外不同廠家、型號的時鐘在性能上也會有一定差異，這就使廠內一些數據的時間精度受到影響。另外可靠性也不會比雙機備份方案高。
雙機備份方案是雙GPS北斗接收，雙電源熱備份，只要有一臺GPS北斗能夠接收到信號就能保證對鐘信號輸出。如果選擇配置高精度守時鐘即使在收不到GPS北斗信號情況下，銳呈高精度守時鐘精度也可達到3×10－9，即在無GPS北斗信號時每日誤差小于0.26毫秒。
?、?擴展、維修方便
銳呈產品為后插板式結構，當需要增加對鐘信號時方便，即使需要的信號是以前訂貨裝置上所沒有的信號也不要緊，只需增加一塊插板即可。信號板還支持熱插拔。不論標準主時鐘、擴展時鐘，均使用相同的插板。維修、更換也十分方便。
GPS時鐘同步系統主要技術指標
1.GPS接收器：
接收頻率：1575.42M
冷啟動： 70秒
捕獲時間：熱啟動：15秒，溫啟動：45秒
同時接收衛星數：12
天線接收靈敏度：26±2dB
2.北斗接收器：
接收頻率（BD2 B1 ）：1561.098±4MHz。
接收機靈敏度：-157.6dBW；
TTFF：冷啟動:35s,熱啟動:1s,失鎖重捕獲:<1s；
數據更新率：1Hz、2Hz、4Hz、8Hz、16Hz可選；
RMS：3m,三維；
速度精度(RMS)：0.1m/s；
3.網口支持協議：NTP/SNTP ，ARP，UDP/ Time，Telnet， TFTP，SNMP，ICMP，DHCP，MD5，NTP V4，V3，V2，V1，NTP SERVER或NTP Client可選擇。
4.對時精度：脈沖、B碼：0.1μS，串口：10μS ，NTP/SNTP：0.2-10ms，PTP:70 ns；
5.電源: 100V～260V交直流兩用，功耗小于15W
6.面板顯示：14位數碼管顯示日期、時間，3個LED指示狀態
7.外型尺寸：寬度為19英寸，高度2U。 安裝尺寸：寬440×高89×深280
8.工作環境： 環境溫度：－20℃～＋70℃，相對濕度：10％～90％，大氣壓力：85～110KPa
9.絕緣性能：電源回路：1500V 交流50Hz 1分鐘，其它回路： 500V 交流50Hz 1分鐘
上海銳呈電氣有限公司是時鐘同步系統提供商。
