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GPS同步時鐘的概念
更新時間：2015-09-18 點(diǎn)擊次數(shù)：1592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，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)時地為地面、海上和高空的各種動態(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、和精密時間）。
時鐘同步也叫“對鐘”。要把分布在各地的時鐘對準(zhǔn)（同步起來），zui直觀的方法就是搬鐘，可用一個標(biāo)準(zhǔn)鐘作搬鐘，使各地的鐘均與標(biāo)準(zhǔn)鐘對準(zhǔn)?；蛘呤拱徵娛紫扰c系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)時鐘對準(zhǔn)，然后使系統(tǒng)中的其他時針與搬鐘比對，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)其他時鐘與系統(tǒng)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)時鐘同步。
所謂系統(tǒng)中各時鐘的同步，并不要求各時鐘*與統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)時鐘對齊。只要求知道各時鐘與系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)時鐘在比對時刻的鐘差以及比對后它相對標(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才作跳步或閏秒處理。因?yàn)橐诒葘r刻把兩鐘“鐘面時間對齊，一則需要有精密的相位微步調(diào)節(jié)器會調(diào)節(jié)時鐘用動源的相位，另外，各種驅(qū)動源的漂移規(guī)律也各不相同，即使在兩種比對時刻時鐘*對齊，比對后也會產(chǎn)生誤差，仍需要觀測被比對時鐘驅(qū)動源相對標(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。除授時型接收機(jī)在定位后需要調(diào)整1PPS信號前沿出現(xiàn)時刻外（它要求輸出秒信號的時刻與標(biāo)推時鐘秒信號出現(xiàn)時刻一致），一般可用數(shù)學(xué)方法扣除鐘差。時間同步的另一種方法是用無線電波傳播時間信息。即利用無線電波來傳遞時間標(biāo)準(zhǔn)．然后由授時型接收機(jī)恢復(fù)時號與本地鐘相應(yīng)時號比對，扣除它在傳播路徑上的時延及各種誤差因素的影響，實(shí)現(xiàn)鐘的同步。隨著對時鐘同步精度要求的不斷提高，用無線電波授時的方法，開始用短波授時（ms級精度），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，使授時精度僅能達(dá)到ms級。后來發(fā)展到用超長波即用奧米伽臺授時，其授時精度約10μs左右，后來又用長波即用羅蘭C臺鏈兼顧授時，其授時精度可達(dá)到μs，即使羅蘭C臺鏈組網(wǎng)也難于做到覆蓋。后來又發(fā)展到用衛(wèi)星鐘作搬鐘。用超短波傳播時號．通過用戶接收共視某顆衛(wèi)星，使其授時精度優(yōu)于搬鐘可達(dá)到10ns精度?？磥砝眯l(wèi)星授時是實(shí)現(xiàn)范圍時鐘精密同步的好辦法，只有利用衛(wèi)星，才可在范圍內(nèi)用超短波傳播時號；用超短波傳播時號不僅傳遞精度高，而且可提高時鐘比對精度，通過共視方法，把衛(wèi)星鐘當(dāng)作搬運(yùn)鐘使用，且能使授時精度高于直接搬鐘，直接搬鐘難于使兩地時鐘去共視它。共視可以消除很多系統(tǒng)誤差以及隨時間慢變化的誤差，快變化的隨機(jī)誤差可通過積累平滑消除。
所謂時間同步，即要求各點(diǎn)之間的時間相同。比如，我們國內(nèi)都使用北京時間，時間同步設(shè)備就是調(diào)整本地的時間時鐘，使之與北京時間嚴(yán)格同步，并使各地之間的時間時鐘誤差維持在很小的范圍內(nèi)，如小于100ns。維持時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，還要嚴(yán)格維持相位同步，不允許有相位積累。要消除時鐘設(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。
