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1、GPS同步和授时相关的技术资料 GPS时钟革命 GPS成精确计时先锋 据业界专家介绍，GPS精确时间自动校准技术，是一种简便的获取GPS精确时间信息的专利技术，具有灵敏度高、不受时间及地区限制等特点；是人类继沙漏、日晷、机械、石英钟表之后全自动数码信息计时技术；在各类钟表都是手动调校时间的今天，GPS精确校时时钟可以算是人类计时史上的又一次奔腾性、革命性的进步。 GPS时钟集传统钟表技术与现代微电子技术、时频技术、通讯技术、计算机技术等多项技术于一身，通过接受GPS时间信息(含日期)，再经内置微解决器解码解决实现时间的自动校准，使得GPS时钟显示的时间与国家标准时间自动保持精确同步。GPS时钟
2、的研制单位说钟表行业是一个非常传统的行业，钟表这种产品无论做得多好，都会有误差，随着时间的积累，这种误差会越来越大。消除累计误差的传统方法就是人工调整，这无形中给人们带来不便，增长人的承担(且人工调整自身就有误差)，与网络化和自动化限度越来越高的当今社会发展极不协调。GPS时钟应此需求而问世，接受的时间信息涉及年、月、日；时、分、秒，且每过4分钟就校准一次，消除其自身计时所产生的极微小的误差，使得误差仅为毫秒级。为适应中国国情，GPS时钟还通过其内置微解决器计算出农历日期和星期；此外还可以查询20232099年任意一天的农历日期。 GPS时钟特点： 1.通电后数分钟之内自动校准 2.每四分钟校
3、准一次，消除累计误差 3.时间精度达毫秒级 4.超高灵敏度 5.不受时间或地区限制 6.体积小、重量轻 7.低功耗 8.成本低 广泛的使用领域 1.作露天及室内钟表使用：企事业单位、钟楼、车站、码头等；还可作为装饰品，实为现代家居设计钟表装饰首选。将其集成于芯片中，可生产出高档GPS腕表。 2.可作为一个时间显示系统使用：城市和行业的大型标志性标准时间显示系统；民航、铁路、交通指挥调度自动控制系统；宾馆、饭店的标志性时间显示系统；大型公共场合和商场等时间信息显示系统和世界时显示系统。 3.可将GPS时钟的内核嵌入其他系统，以其时间作为系统时间。例如：金融、证券实时结算，民航、铁路、交通调度系统
4、，各种计算机网络系统、实时通信网络系统、体育彩票和福利彩票等实时销售系统等等。 4.将GPS时钟技术应用到计算机的主板开发，可开发出毫秒级的实时网络计算机，这将给计算机主板带来一次革命。 可以说，GPS时钟为钟表业注入了新鲜血液，其发展潜力不可限量。（市场报 ） 关于北斗系统的工作原理以及精度 北斗导航系统是我国建立的第一代卫星导航系统，在2023年10月随着2颗北斗导航实验卫星的成功发射，标志看中国拥有自主的卫星导航系统了。美国第一个拥有全球卫星定位系统(GPS)，继前苏联的全球导航卫星系统(GLONASS)后，我国的北斗导航系统是世界上第三个具有卫星导航系统的国家。 北斗导航系统是全天候、
5、全时提供卫星导航定位信息的区域导航系统，该系统是由空间的导航通信卫星、地面控制中心和用户终端3部分组成：空间部分有2颗地球同步卫星，执行地面控制中心与用户终墙的双向无线电信号的中继任务；地面控制中心(涉及民用网管中心)重要负责无线电信号的发送接受，及整个工作系统的监控管理。其中，民用网管中心负责系统内民用用户的军记、辨认和运营管理；用户终端是直接由用户使用的设备用于接受地面控制中心经卫星转发的测距信号。 导航通信卫星是2颗地球同步卫星，距离地面36000km，位于赤经80oE和140oE，尚有1颗备用卫星，将位于赤经110.5oE，2颗卫星的升交点赤经相差60o。2颗卫星于2023年10月31
6、日和12月21日发射成功。 地面控制中心涉及主控站、测轨站、测高站、校正站和计算中心。重要用来捌量和收集校正导航定位参数，完毕测软和调整卫星的运营轨道、姿态，编制星历，形成用户定位修正数据和对用户进行定位。 北斗导航系统具有快速定位、简短通信和稻密授时的三大重要功能。 快速定位：拟定用户地理位置，为用户及主管部门提供导航。水平定位精度100m，差分定位精度小于20m。定位响应时间：1类用户5s；2类用户2s；3类用户1s。员短定位更新时间小于1s。一次性定位成功率95。 简短通信：北斗导航系统具有用户与用户、用户与地面控制中心之间双向数字报文通信能力，一般1次可传输36个汉字，经核准的用户运用
7、连续传送方式还可以传送120个汉字。 精密授时：北斗导航系统具有单向和双向2种授时功能，根据不同的精度规定，运用定期用户终端，完毕与北斗导航系统之间的时间和频率同步，提供100ns(单向授时)和20M(双向授时)的时间同步精度。 北斗导航系统的定位原理：1982年提出“双星积极式卫星定位系统”，采用3球交会测星原理进行定位，2颗卫星为球心，2球心至用户的距离为半径可作2球面；另一个球面是以地心为球心，以用户所在点至地心的距离为半径的球面；3个球面的会交点即为用户的位置。 北斗导航系统的工作过程：用户随时都可以收到卫星广播的询问信号，这个信号是由控制中心发给2颗卫星的，经卫星转发器播发，用户响应
8、其中1颗卫星的询问信号，通过用户发射机同时向2颗卫星发送响应信号，再经卫星转发回到地面控制中心，控制中心接受到并解调用户发送来的响应信号，根据用户的申请服务内容进行相应解决。 北斗导航系统定位的计算方法：控制中心测出用户发出的定位响应信号到2颗卫星的2个时间延迟，由于控制中心和2颗卫星的位置是已知的，从上述的2个时间延迟量可以计算用户到第一额卫星的距离，以及用户到2额卫星距离的和，并且也知道用户处在以第一额卫星为球心的1个球面和以2颗卫星为焦点的椭球面的交线上，控制中心站存有效字地图，查寻到用户高程值，计算出用户所在点的三维坐标，再通过卫星发给用户。 北斗导航系统通信过程：控制中心接受到用户发
9、送来的响应信号中的通信内容，进行转换后再发送到北斗导航系统的用户终端收件人。 北斗导航系统的工作环节总结如下： 1、控制中心向2颗卫星发送询问信号； 2、卫星接受到询问信号，经卫星转发器向服务区用户播发询问信号； 3、用户响应其中1颗卫星的询问信号，并同时向2颗卫星发送响应信号； 4、卫星收到用户响应信号，经卫星转发器发回控制中心； 5、控制中心收到用户响应信号，解调出用户申请的服务内容 6、控制中心计算出用户的三维坐标位置，再将它发送到卫星到卫星；进行相应的解决；或者用户的通信内容再发送 7、卫星又收到控制中心发来的坐标数据或者通信内容，经卫星转发器发给用户或者收件人。 显然，北斗导航系统的
10、工作过程是比较繁琐的，但是它采用码分多址(CI)htA)制式，抗干扰能力大大优于现有的卫星导航系统。 北斗导航系统对民用交通系统虽然存在着用户数量有限，每秒钟容纳用户150个左右，不能覆盖全球，对数字地图的依赖性等局限性之处。但是，它是我国自主的卫星导航系统，不受他国的制约，深远意义不言而喻。北斗导航系统最大的特点是具有通信功能，充足发挥它的潜力，作用是非常大。 北斗导航系统应用在车辆或船只跟踪管理，控制中心能通过北斗导航系统的短消息通信功能和定位功能，适时地跟踪移动的车辆和船舶应用在船只遇险报警，能在短稍息电文中报出船名、遇险类型和遇险位置；还可应用在海岛上的气象数据、航标遥测遥控的数据传输
11、。 尽管现在交通运送普通而有效地使用GPS，作为导航的技术政策应充足发展我国自主的北斗导航系统，正如欧盟提出和实行全球卫星导航系统(GNSS)和伽利赂(NiL9)计划，打破卫星导航的垄断才干最终实现应用卫星导航。 交通部通信中心合作开拓北斗导航系统民用的建设和营运，将大力推动我国卫星导航在交通运送事业的应用。北斗导航系统适应各行各业、各个领域广泛的需求，随着我国经济建设和航天事业的迅猛发展，北斗导航系统将拥有广阔的发展前景，对我国的社会生产和人民生活的现代化也将起到积极的推动作用。 电力系统授时-北斗一号授时技术及在电力系统中的应用 一、电力系统授时引言 对于一个进入信息社会的现代化大国，导航
12、定位和授时系统是最重要的，并且也是最关键的国家基础设施之一。精密时间是科学研究、科学实验和工程技术诸方面的基本物理参量。它为一切动力学系统和时序过程的测量和定量研究提供了必不可少的时基坐标。精密授时在以通信、电力、控制等工业领域和国防领域有着广泛和重要的应用。现代武器实（试）验、战争需要它保障，智能化交通运送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。从建立一个现代化国家的大系统工程总体考虑，导航定位和授时系统应当说是基础的基础。它对整体社会的支撑几乎是全方位的，星基导航和授时是未来发展的必然趋势。 目前的卫星授时同步技术重要有美国的全球卫星导航系统GPS、俄罗斯的全球导航卫星系统GLONASS、中国的北斗一号导航定位系统和欧盟的伽利略全球导航定位系统Galileo,基于授时的安全考虑，现阶段国内电力公司重要依赖全球卫星定位系统GPS时
