GPS时钟技术方案
全球定位系统中的时钟同步技术研究
全球定位系统中的时钟同步技术研究全球定位系统（GPS）是由美国空军及其众多部门共同研制的一套卫星导航系统。
其作用是：在地球上的任何地点，用 GPS 接收器接收到来自四颗或以上GPS 卫星发出的电波，就能确认自己所在的位置，从而实现开车、导航、追踪、航空航海、智能手机定位等等。
但是，GPS 系统的实现依赖于时钟同步技术。
饶有兴趣的是，GPS卫星、随时随地的手机，乃至地球上的每一颗原子钟，都依赖时钟同步技术才能正常工作。
一、 GPS 系统的时钟同步GPS 卫星向地球机动时，它发出的信号一定是周期性的电磁波。
这个周期的时长，恰好是卫星的总距离除以其速度。
因此，通过测量不同卫星的信号，我们就能计算出卫星与我们之间的距离差，从而确定自己的位置。
例如，如果从三颗卫星接受信号，则通过测量时，我们可以得到三个未知的值：位置 x、y、z。
这三个未知量，一组已知量固定、受到误差影响的线性方程组。
在理论上可能通过求解矩阵方程得到精确的位置值。
然而，在实际应用中，发生了许多非理想情况。
例如，电磁波在向地球传输的过程中，可能会被大气层、地理障碍物、电子设备等影响从而偏离正常的路径。
此外，卫星发射出的电磁波与接收器接收电磁波的时间差，也是非常微小的。
若接收器的时钟与 GPS 卫星的时钟不完全同步，则会产生时间误差。
因此，GPS 系统中的时钟同步技术非常重要。
二、GPS 系统的时间同步技术GPS 系统中，卫星上的原子钟，要与地面接收器上的时钟始终同步以确保系统的精度。
在卫星上，主钟是铷蒸气时钟，可以在卫星上保持超过十年的精度。
而在地面上，则使用更加稳定、更加精确的氢原子钟。
但是，由于这些时钟的精度依赖于局部的温度、压力和地球的引力、速度变化等环境因素的影响，时钟必须经常进行校准。
为了保持时钟同步，GPS 系统采用了四种同步方法：（1）对时造星GPS 卫星，除直接读取真实的时间以外，还提供了一组精确的计时信号，即GPS时间。
这个时间是由人造卫星上的恒星导航系统计算得来的。
GPS北斗卫星时钟源（NTP网络时间源）技术参数详解
GPS北⽃卫星时钟源（NTP⽹络时间源）技术参数详解GPS北⽃卫星时钟源（NTP⽹络时间源）技术参数详解GPS北⽃卫星时钟源（NTP⽹络时间源）技术参数详解京准电⼦科技官微——ahjzsz1、有关时间的⼀些基本概念：时间与频率之间互为倒数关系，两者密不可分，时间标准的基础是频率标准，由晶体振荡器决定时间的精度。
4种实⽤的时间频率标准源包括晶体钟、铷原⼦钟、氢原⼦钟和铯原⼦钟。
常⽤的时间坐标系：世界时（UT）、地⽅时、原⼦时（AT）、协调世界时（UTC）、GPS时时钟源技术时钟振荡器是所有数字通信设备中最基本的部件，时钟源技术可以分为普通晶体时钟、⾼稳定晶振、原⼦钟和芯⽚级原⼦钟。
锁相环技术锁相环技术是⼀种使得输出信号在频率和相位上与输⼊信号同步的电路技术，利⽤锁相环技术进⼊锁定状态或者同步状态后，系统的振荡器输出信号与输⼊信号之间的相差为零。
锁相环技术是时钟同步的核⼼技术。
模拟锁相环由检相器、环路滤波器和压控振荡器3个部分组成。
⽽数字锁相环中的误差控制信号使⽤离散的数字信号，⽽不是模拟电压。
智能锁相环路技术，即直接数字频率合成（DDS-Digital Direct Frequency Synthesis）技术，在单⽚FPGA中就可以实现。
2、GPS时间是怎样建⽴的？为了得到精密的GPS时间，使它的准确度达到<100ns（相对于UTC（USNO/MC））：◆每个GPS卫星上都装有铯⼦钟作星载钟；◆ GPS全部卫星与地⾯测控站构成⼀个闭环的⾃动修正系统；◆采⽤UTC（USNO/MC）为参考基准。
GPS定位、定时和校频的原理 （1）GPS定位原理：是基于精确测定GPS信号的传输时延（Δt），以得到GPS卫星到⽤户间的距离（R） R=C×Δt -----------------------[1]（式中C为光速）同时捕获4颗GPS卫星，解算4个联⽴⽅程，可给出⽤户实时时刻（t）和对应的位置参数（x、y、z）共4个参数。
GPS时钟同步系统在网络系统中的技术方案
前言随着计算机和网络通信技术的飞速发展，火电厂热工自动化系统数字化、网络化的时代已经到来。
这一方面为各控制和信息系统之间的数据交换、分析和应用提供了更好的平台、另一方面对各种实时和历史数据时间标签的准确性也提出了更高的要求。
使用价格并不昂贵的GPS时钟来统一全厂各种系统的时钟，已是目前火电厂设计中采用的标准做法。
电厂内的机组分散控制系统(DCS)、辅助系统可编程控制器(PLC)、厂级监控信息系统(SIS)、电厂管理信息系统(MIS)等的主时钟通过合适的GPS时钟信号接口，得到标准的TOD(年月日时分秒)时间，然后按各自的时钟同步机制，将系统内的从时钟偏差限定在足够小的范围内，从而达到全厂的时钟同步。
一、GPS时钟及输出1.1 GPS时钟全球定位系统(Global Positioning System，GPS)由一组美国国防部在1978年开始陆续发射的卫星所组成，共有24颗卫星运行在6个地心轨道平面内，根据时间和地点，地球上可见的卫星数量一直在4颗至11颗之间变化。
GPS时钟是一种接受GPS卫星发射的低功率无线电信号，通过计算得出GPS时间的接受装置。
为获得准确的GPS时间，GPS时钟必须先接受到至少4颗GPS 卫星的信号，计算出自己所在的三维位置。
在已经得出具体位置后，GPS时钟只要接受到1颗GPS卫星信号就能保证时钟的走时准确性。
作为火电厂的标准时钟，我们对GPS时钟的基本要求是：至少能同时跟踪8颗卫星，有尽可能短的冷、热启动时间，配有后备电池，有高精度、可灵活配置的时钟输出信号。
1.2 GPS时钟信号输出目前，电厂用到的GPS时钟输出信号主要有以下三种类型：1.2.1 1PPS/1PPM输出此格式时间信号每秒或每分时输出一个脉冲。
显然，时钟脉冲输出不含具体时间信息。
1.2.2 IRIG-B输出IRIG(美国the Inter-Range Instrumentation Group)共有A、B、D、E、G、H几种编码标准(IRIG Standard 200-98)。
GPS卫星同步时钟系统的技术研究
GPS卫星同步时钟是针对计算机、自动化装置等进行校时而研发的高科技产品，GPS卫星同步时钟从GPS卫星上获取标准的时间信号，将这些信号通过各种接口传输给自动化系统中需要时间信息的设备（计算机、保护装置、故障录波器、事件顺序记录装置、安全自动装置、远动RTU），这样就可以达到整个系统的时间同步。
GPS卫星同步时钟以GPS信号作为时间源，同时可选北斗、B码、CDMA、原子钟等时间源。
GPS卫星同步时钟产品采用全模块化结构设计，不仅实现了板卡全兼容，还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。
可提供多路NTP/SNTP信号、PTP信号、脉冲信号（1PPS/M/H，空接点、差分、TTL、24V/110V/220V有源、光）、IRIG-B 信号（TTL、422、AC、光）、DCF77信号、时间报文（RS232、RS422/485、光），可以满足不同设备的对时接口要求，广泛应用于电力、金融、通信、交通、广电、安防、石化、冶金、水利、国防、医疗、教育、IT等领域。
GPS卫星同步时钟设备采用表面贴装技术生产，以高速芯片进行控制，具有精度高、稳定性好、功能强、无积累误差、不受地域气候等环境条件限制、性价比高、操作简单、免维护等特点，适合无人值守。
GPS卫星同步时钟设备的特点：1．高品质的工业级元件，高水准的电气设计，高密度集成的电路结构，使装置拥有优异的电气隔离和电磁屏蔽表现，整机无可调节器件，极大提高了装置抗干扰性能与可靠性保障。
2．自保持能力强，装置收不到卫星信号后，自保持能力优于0.42μS/min。
3．支持单星授时模式，适用于收星效果不佳的情况，有屋顶和贴窗天线可供选择。
4．采用双核处理器，精度高,同步快。
5．GPS接收天线重点考虑了防雷设计、稳定性设计、抗干扰设计，信号接收可靠性高，不受电厂/变电站地域条件和环境的限制。
6．装置具有自复位能力，在因干扰造成装置程序出错时，能自动恢复正常工作。
GPS高精度的时钟的设计和实现
GPS高精度的时钟的设计和实现GPS（全球定位系统）是一种基于卫星的导航系统，可以提供非常精确的时间信息。
GPS时钟是通过接收卫星信号并精确计算其到达时刻来获得高精度的时间。
以下是GPS高精度时钟的设计和实施的详细说明。
设计：1.GPS接收器选择：选择高灵敏度和高性能的GPS接收器。
这将确保接收器可以在较差的信号情况下也能正常工作，并提供高精度的时间信息。
2.天线设计：选择一种高质量的GPS天线，以确保接收器能够有效地接收卫星信号。
通过使用高增益的方向性天线，可以提高信号接收的灵敏度。
3.时钟电路设计：设计一个高精度的时钟电路，以确保时间计算的准确性。
该电路可以采用晶体振荡器作为基准时钟源，并使用锁相环（PLL）控制电路来调整和稳定时钟频率。
4.数据处理和计算：GPS接收器会接收到卫星发送的精确时间和位置信息。
使用计算机或微控制器来接收和处理这些数据，并使用GPS接口协议来解码和计算时间。
确保使用高速和高效的计算方法来确保高精度的时间计算。
实施：1.安装天线和接收器：将GPS天线安装在一个高处，远离任何可能导致信号干扰的物体，例如建筑物或大型金属结构。
将接收器连接到天线，并确保信号连接良好。
2.启动接收器和计算设备：启动GPS接收器，并将其连接到计算设备（计算机或微控制器）。
确保设备之间正确配置和通信，以便正确接收和处理GPS数据。
3.数据接收和处理：接收器将开始接收卫星信号，并获取精确的时间和位置信息。
计算设备将接收并处理这些数据，并根据计算算法计算出高精度的时间。
确保实现高速和高效的数据处理和计算方法。
4.时间校准和稳定：根据计算的高精度时间信息，调整时钟电路的频率，并保持其稳定。
使用锁相环控制电路可以自动调整频率。
定期校准电路，以确保准确性和稳定性。
5.系统测试和验证：对GPS高精度时钟进行系统测试和验证，以确保其在不同环境条件下的准确性和稳定性。
使用其他时间参考源（如国家精确时间源）进行对比测试，并进行校准和调整。
学校GPS网络时钟系统方案
学校GPS网络时钟方案借鉴前期我公司GPS网络时钟设备在学校的应用案例，做出分析设计一套相对完整的学校GPS网络时钟方案，供后期客户应用参考。
1、学校GPS网络时钟的组成学校引用GPS网络时钟主要是为了实现整个校园内多个教学楼区域计算机服务器设备的时间同步，及部分多媒体教室或楼道，食堂，会议厅等时间的同步显示。
在现代化应用环境中，各个学校都已经拥有比较完善的校园网络，所以在学校GPS网络时钟设计时，我们主要考虑采用现有网络通道，构建一套完整的学校GPS网络时钟系统。
初步设计，为整个系统内配有GPS卫星天线，GPS网络时钟，数显子钟以及现有网络的配合融入，以网络作为传输通道，为学校的各个重要地方提供准确的时间信息。
2、学校GPS网络时钟的设计依据目前，市场上主要应用的GPS网络时钟通信方式主要有以下3种：1）RS485总线RS485总线，采用平衡发送和差分接收，主要应用在通信距离为几十米到上千米的通信传输中，应用RS-485联网构成的分布式系统，其允许最多并联32台驱动器和32台接收器。
2）以太网以太网是应用最为广泛的局域网,相对来说，延时总是存在，为了解决这个问题，美国特拉华大学的David ls 教授开发了NTP 网络时间协议。
NTP 协议用于互联网中时间同步的标准协议，用途是把计算机的时间同步到标准UTC 时间。
NTP 协议除了可以估算封包在网络上的往返延迟外，还可独立地估算计算机时钟偏差，从而实现在网络上的高精准度计算机校时，它是设计用来在Internet 上使不同的机器能维持相同时间的一种通讯协定。
以太网是当前应用最普遍的局域网技术。
3）光纤通信光纤通信，最大的缺点是布线非常麻烦，要现场熔接，但是抗干扰能力，实时性都是最好的。
目前市场上子母钟系统多采用485 总线方式和以太网总线方式。
485 总线方式需要单独布线和维护，超过1000 米的485 总线网络设计复杂后、维护困难。
以太网总线方式优势是可以利用现有的办公系统的计算机网络，不需要单独布线。
电力GPS时钟同步系统方案
电力GPS时钟同步系统方案一、引言随着电力系统的不断发展，对于电力系统精确的时钟同步需求越来越迫切。
电力GPS时钟同步系统是利用全球定位系统（GPS）进行时钟同步的一种先进的解决方案。
本文将介绍一个电力GPS时钟同步系统的投标方案。
二、方案描述1.系统概述2.系统组成（1）GPS接收机：用于接收GPS卫星信号，并提取时间信息。
（2）时钟同步设备：用于将GPS接收机接收到的时间信息传输给电力系统内的各个节点，实现时钟同步。
（3）节点设备：为电力系统内的各个节点提供时钟同步功能。
3.系统原理（1）GPS接收机接收到GPS卫星信号，并提取时间信息。
（2）时钟同步设备将提取到的时间信息传输给电力系统内的各个节点。
（3）节点设备接收到时间信息后，对内部时钟进行调整，以实现与GPS时间的同步。
4.系统优势（1）高精度：利用GPS卫星信号提供的高精度时间信息进行时钟同步，能够满足电力系统对时钟同步的精度要求。
（2）可靠性：GPS卫星信号具有全球覆盖的特点，能够在任何地点获得时间信息，保证时钟同步的可靠性。
（3）成本低廉：相比其他时钟同步方案，电力GPS时钟同步系统的成本相对较低，且易于安装和维护。
三、系统实施1.系统部署在系统实施过程中，需要按照以下步骤进行：（1）选取合适的GPS接收机，并进行安装和调试。
（2）设计和安装时钟同步设备，实现时间信息传输和节点时钟调整的功能。
（3）为电力系统内的各个节点安装合适的节点设备。
2.系统测试与调试在系统部署完成后，需要进行测试与调试，以确保系统正常运行：（1）对GPS接收机进行测试，确保能够正常接收到GPS卫星信号。
（2）测试时钟同步设备与节点设备之间的通信和数据传输。
（3）验证节点设备的时钟同步功能，确保各个节点的时钟与GPS时间同步。
3.系统运维与管理系统部署完成后，需要进行系统的运维与管理：（1）定期对GPS接收机进行维护和校准，确保接收机始终能够正常接收到GPS卫星信号。
高精度GPS时钟同步算法研究
高精度GPS时钟同步算法研究随着科技的迅速发展，网络通信越来越普及，各种网络应用的使用也愈发广泛，如电子商务、数据备份、实时视频会议和在线游戏等。
这些应用对于同步时间要求十分严格，传输时间偏差过大会造成数据的丢失、错误等现象，从而影响用户体验，因此，时间同步一直是网络通信的重要问题之一。
高精度GPS时钟同步算法作为一种时间同步方式，受到了广泛的关注和研究。
一、高精度GPS时钟同步算法的基本原理高精度GPS时钟同步算法是通过利用GPS卫星信号的精度高和稳定性强来精确计算本地时钟与GPS标准时钟之间的偏差。
具体来说，通过接收GPS卫星发射的位置和时间信号，利用卫星时钟精度高的特点，计算出卫星信号传输的时间差，再结合GPS接收机的本地时钟信息，从而得出本地时钟与GPS标准时钟之间的误差，进而对本地时钟进行校准，达到同步的目的。
二、高精度GPS时钟同步算法存在的问题尽管高精度GPS时钟同步算法具有精度高、准确性强、稳定性好等优点，但在实际应用中，还存在一些问题需要解决。
1. GPS信号的遮挡和干扰问题。
GPS卫星信号容易受到天气、建筑物、电磁干扰等因素的影响，从而产生误差，导致时钟同步不准确。
2. GPS设备的价格昂贵。
高精度GPS设备需要具备高精度、高稳定性和高抗干扰能力等特点，而这将增加设备的成本，因此，设备成本高是使用高精度GPS时钟同步算法面临的挑战之一。
3. 时钟漂移问题。
即使高精度GPS设备本身的时钟非常准确，随着时间的推移，设备时钟也会出现漂移现象，导致时钟同步误差逐渐增大。
三、解决高精度GPS时钟同步算法存在的问题为解决高精度GPS时钟同步算法存在的问题，需要采用一些有效的方法。
1. 增加GPS接收机的数量和分布区域。
为解决GPS信号遮挡和干扰问题，可以增加GPS接收机的数量和分布区域，通过多个接收机位置的计算来减少误差，从而提高时钟同步精度。
2. 利用其他同步协议，配合使用。
为降低设备成本，可以将高精度GPS时钟同步算法与其他同步协议配合使用，如NTP、PTP等。
GPS时钟系统(GPS同步时钟)技术方案(1)
GPS 时钟系统(GPS 同步时钟技术方案技术分类:通信 | 2010-11-08维库在电力系统、 CDMA2000、 DVB 、 DMB 等系统中 , 高精度的 GPS 时钟系统(GPS 同步时钟对维持系统正常运转有至关重要的意义。
那如何利用 GPS OEM来进行二次开发 , 产生高精度时钟发生器是一个研究的热点问题。
如在 DVB-T 单频网 (SFN中 , 对于时间同步的要求 , 同步精度达到几十个 ns, 对于这样高精度高稳定性的系统 , 如何进行商业级设计 ?一、引言在电力系统的许多领域,诸如时间顺序记录、继电保护、故障测距、电能计费、实时信息采集等等都需要有一个统一的、高精度的时间基准。
利用 GPS 卫星信号进行对时是常用的方法之一。
目前, 市场上各种类型的 GPS-OEM 板很多, 价格适中, 具有实用化的条件。
利用 GPS-OEM 板进行二次开发,可以精确获得 GPS 时间信息的 GPS时钟系统 (GPS 同步时钟。
本文就是以加拿大马可尼公司生产的 SUPERSTAR GPS OEM板为例介绍如何开发应用于电力系统的的 GPS 时钟系统(GPS 同步时钟。
二、 GPS 授时模块GPS 时钟系统 (GPS 同步时钟采用 SUPERSTAR GPS OEM 板作为 GPS 接受模块, SUPERSTAR GPS OEM 板为并行 12跟踪通道,全视野 GPS 接受模块。
OEM 板具有可充电锂电池。
L1频率为 1575.42MHz ,提供伪距及载波相位观测值的输出和 1PPS (1 PULSE PER SECOND脉冲输出。
OEM 板提供两个输入输出串行口,一个用作主通信口,可通过此串行口对 OEM 板进行设置,也可从此串口读取国际标准时间、日期、所处方位等信息。
另一个串行口用于 RTCM 格式的差分数据的输出,当无差分信号或仅用于 GPS 授时,此串行口可不用。
1PPS 脉冲是标准的 TTL 逻辑输出形式,当导航输出有效时,该脉冲的上升沿与时间相对应。
GPS时钟系统施工方案
GPS时钟系统施工方案一、项目背景随着时代的发展，越来越多的行业对时间精度的要求也越来越高。
传统的时钟系统已无法满足这种要求，所以需要引入更高精度的GPS(全球定位系统)时钟系统。
本项目旨在为客户提供一种可靠、高精度的GPS时钟系统，以满足其时间同步需求。
二、项目目标1.实现全系统的时间同步，确保各个设备的时间准确无误。
2.提供高精度时钟服务，满足客户对时间精度的要求。
3.构建稳定可靠的GPS时钟系统，确保系统正常运行。
三、项目内容1.GPS天线安装：根据现场情况选择合适的安装位置，确保天线能够接收到GPS信号。
2.时钟设备安装：根据客户需求，在合适的位置安装时钟设备，并进行接线工作。
3.软件配置：根据客户需求进行软件配置，确保时钟设备与其他系统协同工作。
4.调试测试：完成安装后，对系统进行调试测试，确保各个设备的时间同步准确无误。
5.培训和交接：对客户进行系统使用培训，并交接相关文档和资料。
四、项目实施计划1.前期准备：确定项目目标、需求分析和设计方案，组织相关材料和设备。
2.GPS天线安装：安装GPS天线，并进行调试测试，确保信号接收正常。
3.时钟设备安装：根据设计方案，在合适位置安装时钟设备，并进行接线工作。
4.软件配置：根据客户需求，对时钟设备进行软件配置，并确保与其他系统的协同工作。
5.系统调试测试：对已安装的设备进行调试测试，确保各个设备的时间同步准确无误。
6.培训和交接：对客户进行系统使用培训，并交接相关文档和资料。
7.完成验收：客户验收通过后，项目正式完成。
五、项目资源需求1.项目团队：项目经理、工程师、技术人员等。
2.GPS天线：选取适合的GPS天线进行安装。
3.时钟设备：根据客户需求选取合适的时钟设备进行安装。
4.软件配置工具：根据时钟设备提供的软件配置工具进行配置。
5.线缆和配件：根据需求购买合适的线缆和配件。
六、项目风险管理1.GPS信号受阻：如果安装位置受到高楼或山脉等物体的阻挡，可能导致GPS信号的接收不稳定。
GPS服务授时系统技术建设方案
GPS服务授时系统产品技术建设方案二〇一二年二月技术简介授时系统的时钟同步也叫“对钟”。
要把分布在各地的时钟对准（同步起来），最直观的方法就是搬钟，可用一个标准钟作搬钟，使各地的钟均与标准钟对准。
或者使搬钟首先与系统的标准时钟对准，然后使系统中的其他时针与搬钟比对，实现系统其他时钟与系统统一标准时钟同步。
所谓系统中各时钟的同步，并不要求各时钟完全与统一标准时钟对齐。
只要求知道各时钟与系统标准时钟在比对时刻的钟差以及比对后它相对标准钟的漂移修正参数即可，勿须拨钟。
只有当该钟积累钟差较大时才作跳步或闰秒处理。
因为要在比对时刻把两钟“钟面时间对齐，一则需要有精密的相位微步调节器会调节时钟用动源的相位，另外，各种驱动源的漂移规律也各不相同，即使在两种比对时刻时钟完全对齐，比对后也会产生误差，仍需要观测被比对时钟驱动源相对标准钟的漂移规律，故一般不这样做。
在导航系统用户设备中。
除授时型接收机在定位后需要调整1PPS信号前沿出现时刻外（它要求输出秒信号的时刻与标推时钟秒信号出现时刻一致），一般可用数学方法扣除钟差。
时间同步的另一种方法是用无线电波传播时间信息。
即利用无线电波来传递时间标准．然后由授时型接收机恢复时号与本地钟相应时号比对，扣除它在传播路径上的时延及各种误差因素的影响，实现钟的同步。
随着对时钟同步精度要求的不断提高，用无线电波授时的方法，开始用短波授时（ms级精度），由于短波传播路径受电离层变化的影响，天波有一次和多次天波，地波传播距离近，使授时精度仅能达到ms级。
后来发展到用超长波即用奥米伽台授时，其授时精度约10μs左右，后来又用长波即用罗兰C台链兼顾授时，其授时精度可达到μs，即使罗兰C台链组网也难于做到全球覆盖。
后来又发展到用卫星钟作搬钟。
用超短波传播时号．通过用户接收共视某颗卫星，使其授时精度优于搬钟可达到10ns 精度。
看来利用卫星授时是实现全球范围时钟精密同步的好办法，只有利用卫星，才可在全球范围内用超短波传播时号；用超短波传播时号不仅传递精度高，而且可提高时钟比对精度，通过共视方法，把卫星钟当作搬运钟使用，且能使授时精度高于直接搬钟，直接搬钟难于使两地时钟去共视它。
GPS时钟系统施工方案
GPS标准时钟系统北京中意明安科技有限责任公司2018-03-14目录一、本工程概况 (2)二、编制依据 (2)三、工程内容与范围 (3)四、施工方案 (4)4.1.施工准备 (4)4.2.预留与预埋 (5)4.3.标准时钟安装方案 (5)4.4.系统调试 (9)4.4.1调试前准备工作 (9)4.4.2系统调试 (9)4.5.总体调试 (9)4.6.系统模拟运行 (10)五、施工部署 (10)5.1.施工总体部署 (10)5.2.总体施工程序 (11)5.3.施工进度计划 (11)5.4.施工技术准备 (12)5.5.现场施工准备 (12)5.6.主要施工管理措施 (14)一、本工程概况标准时钟系统是为场馆工作人员、运动员、观众提供准确、标准时间，并为场馆的其他智能化系统提供标准时间源的系统。
二、编制依据相关设计图纸工程量清单考察报告现场实际勘察的施工条件《电气装置安装工程电缆线路施工及验收规范》GB/50168-92《额定电压450/750及以下橡皮绝缘电缆》GB/5013-1997《额定电压450/750及以下聚氯乙烯电缆》GB/5023-1997《建筑工程质量验收统一标准》GB/50300-2001《建筑电气工程施工质量验收规》GB/50303-2002《建设工程安全生产管理条例》国务院令第393号《大型设备吊装工程施工工艺标准》SH3515-2003《1998年国家建筑标准设计编制工作计划》建设部(1998)13号文《智能建筑设计标准》GB/T50314-2000《建筑设计防火规范》GB/16-87《建筑与建筑群综合布线系统工程设计规范》GB/50311-2000《建筑与建筑群综合布线系统工程验收规范》GB/50312-2000《智能建筑工程质量验收规范》GB/50339-2003《民用建筑电气设计规范》JGJ/T16-92《安全防范工程程序与要求》GA/T75-94《安全防范系统通用图形符号》GA/T74-2000《安全防范报警设备安全要求和试验方法》GB/16796-1997《电气装置安装工程接地装置施工及验收规范》 GB/T50169《计算站地技术条件》GB/2887-89《计算站场地安全要求》GB/9361-88《计算机软件需求说明书编制指南》GB/9385-88《计算机软件开发规范》GB/8566-88《计算机软件单元测试》GB/15532－95《软件维护指南》GB/14079－93《计算机软件质量保证计划规范》GB/T12504-1990《安全防范工程费用概算编制办法》GA/T70－94《工业自动化仪表工程施工及验收规范》GB/J93-86《建筑智能化系统工程设计管理暂行规定》建设部1997-290《智能建筑弱电工程设计施工图集》97X700《通信局[站]电源系统总技术要求》邮电部暂行规定XT005-95《体育建筑智能化系统工程技术规程》JGJ/T 179-2009三、工程内容与范围⏹本系统工程的实施范围包含完善设计、深化设计、施工图绘制、按通过设计审批的图纸施工到位，以及所有设备安装、配管、接线和调试，直到系统工程竣工验收。
GPS时钟系统施工方案
GPS时钟系统施工方案一、项目背景及目标GPS时钟系统是一种能够通过全球定位系统（GPS）获取高精度时间信号的设备，广泛应用于各种时间同步要求较高的场合，如公共交通、电信通信、金融交易等。
本方案将介绍一个GPS时钟系统的施工方案，旨在建设一套高效稳定的时间同步系统，以满足用户的需求。
二、系统设计与设备选择1.设计原则根据用户需求，本方案将设计一套可靠高效的GPS时钟系统，具备以下特点：-高精度：系统需能够提供精确到纳秒级的时间同步。
-稳定性：系统需具备良好的抗干扰能力，能够适应各种复杂环境。
-扩展性：系统需能够支持多节点扩展，以适应不同规模的应用场景。
2.设备选择根据设计原则，本方案选择以下设备用于建设GPS时钟系统：-GPS天线：用于接收GPS卫星发送的时间信号。
-GPS接收器：用于接收天线发送的信号，并提取时间信息。
-时钟设备：用于生成高精度的本地时间信号。
-通信设备：用于将时间信号发送到各个节点，保证同步性。
-控制器：用于管理整个系统，保证系统的正常运行。
三、施工流程1.建设前准备-需要确定系统建设的具体范围和规模。
-进行场地勘测，选择合适的位置安装GPS天线。
-确定系统的需求和功能，进行系统设计。
2.安装GPS天线和接收器-安装GPS天线，确保能够接收到GPS卫星的信号。
-安装GPS接收器，并进行调试，确保能够正常提取时间信息。
3.安装和调试时钟设备-安装时钟设备，并进行初始化设置。
-进行时钟设备和GPS接收器的对接，确保时间同步的准确性。
-调试时钟设备的精度和稳定性，确保满足系统的要求。
4.安装和配置通信设备-安装通信设备，并进行初始化设置。
-进行通信设备和时钟设备的对接，确保时间信号能够传输到各个节点。
-配置通信设备的参数，确保系统的同步性和稳定性。
5.安装和配置控制器-安装控制器并进行初始化设置。
-进行控制器和通信设备的对接，确保控制器能够管理整个系统。
-配置控制器的参数，确保系统能够正常运行。
gps实现常稳时钟校正的方法
gps实现常稳时钟校正的方法
GPS实现常稳时钟校正的方法是利用GPS信号中的时间信息
校正时钟的偏差。
以下是具体步骤：
1. 接收GPS信号：使用GPS接收器接收卫星发射的信号。
2. 提取时间信息：从GPS信号中提取出卫星发送的时间信息，包括卫星发射时间和到达时间。
3. 计算传播时间：通过卫星发射时间和到达时间之间的差异计算出信号传播的时间。
4. 比较本地时钟：将计算出的传播时间与本地时钟进行比较，得出时钟的偏差。
5. 校正时钟：将时钟的偏差应用于本地时钟，对时钟进行校正。
6. 持续校正：不断地接收和处理GPS信号，以保持时钟的准
确性。
可以利用多个卫星的信号进行校正，提高准确度。
需要注意的是，GPS信号会受到各种影响，如大气影响、建
筑物阻挡等，可能会导致接收到的时间信息不准确。
因此，在实际应用中，通常会使用更复杂的算法来对时间信息进行滤波和平滑处理，以提高校正的准确性和稳定性。
基于GPS的数字时钟设计
摘要伴随着GPS技术的广泛应用，基于GPS技术的数字时钟开始在人们的生产生活中得到越来越广泛的应用。
本文首先描述系统硬件工作原理，并附以系统结构框图加以说明，着重介绍了本系统所应用的各硬件接口技术和各个接口模块的功能及工作过程,详细阐述了程序的各个模块和实现过程。
本设计以数字集成电路技术为基础，单片机技术为核心。
本文的主导思想是软硬件相结合，使用C语言程序来实现对各功能模块的控制。
为了增加了程序的可读性和可移植性,本系统使用C语言进行程序设计。
为了便于扩展和更改，软件的设计采用模块化结构，使程序设计的逻辑关系更加简洁明了。
系统使用AT89C51单片机作为主控芯片，使用DS1302芯片作为主控时钟芯片，使用GPS模块实现对数字时钟时间的校对，并使用1602液晶显示屏进行显示。
本系统使用Proteus进行仿真，并且达到了预期的效果。
关键词：AT89C51单片机;数字时钟;DS1302;GPS;1602液晶屏AbstractAlong with the rapid development of GPS technology,the electronic clock based on GPS technology began to play more and more important role in our daily life.This paper firstly describes the system hardware working principle, each accompanied by a diagram of the system structure of the elucidation, introduces this system by the application of the hardware interface technology and the function of each interface module and the working process, and secondly, expounded the program modules and realization process. This design with digital integrated circuit technology as the foundation, microcontroller technology as the core. In this paper the compiling principle is combining software with hardware, based on the preparation of the functional modules.The system takes microcontroller C language software design, increased the readability of our programs and portability, to facilitate the expansion and change, the design of software modular structure, make the program design of logical relationship more concise. System through AT89C51 for microcontroller, so it has the high speed. The system uses DS1302 for getting time.Through using GPS,so the system can proofread time.System through 1602 LCD display data for carrier, so has the humanized operate and beautiful page effect.The system has been tested successfully in Proteus platform.Keywords: AT89C51 microcontroller; digital clock; DS1302; GPS; 1602 LCD目录1 绪论 (1)1.1 GPS数字时钟出现的背景 (1)1.2 GPS数字时钟出现的意义 (1)1.3 GPS数字时钟的应用 (2)2 系统电路设计 (3)2.1 系统总体设计思路 (3)2.2 设计方案选择 (3)2.3 功能介绍 (4)2.4 工作原理 (4)3 系统单元电路设计 (5)3.1 单片机电路设计 (5)3.1.1 单片机综述 (5)3.1.2 AT89C51的引脚及功能 (6)3.1.3 电源电路设计 (8)3.2 实时时钟电路设计 (9)3.2.1 DS1302的简介 (9)3.2.2 DS1302的工作原理 (10)3.2.3 DS1302的寄存器和控制命令 (10)3.3 GPS硬件设计 (11)3.3.1 GPS的简介 (11)3.3.2 GPS模块的几个重要指标 (11)3.3.3 GPS语句数据格式 (12)3.3.4 HOLUX M-89 GPS模块特性 (14)3.3.5 用串口调试助手查看GPS数据 (15)3.4 显示电路设计 (16)3.4.1 1602字符型LCD简介 (16)3.4.2 1602LCD主要技术参数 (16)3.4.3 引脚功能说明 (16)3.4.4 1602LCD的指令说明及时序 (17)3.5 按键电路设计 (19)4 GPS电子时钟软件设计 (20)4.1 系统软件设计流程图 (20)4.2DS1302计时流程图 (21)4.3 GPS校时流程图 (22)5 软硬件联合调试与仿真 (24)5.1 KEIL简介 (24)5.2 Proteus简介 (25)5.3 软硬件联调 (25)5.4 结论 (27)6 结束语 (28)参考文献 (28)致谢 (29)附录 (30)1 绪论1.1 GPS数字时钟出现的背景从古代的滴漏到近代的机械钟，从电子表到目前的数字时钟，为了准确的测量和记录时间，人们一直在努力改进着计时工具。
GPS授时LED时钟屏方案
GPS授时LED时钟屏方案
随着社会的进步人们对于时间信号的精度要求越来越高，而传统的时钟一般是采用内部晶振准确度不高,长期运行过程中由于种种原因都会产生误差已经不能满足工业生产和社会生活的需要，因此我们需要采用一种**可靠的方法来**产生准确的时钟。
使用GPS卫星同步时钟可以使时间精度达到纳秒级，所以在科学技术领域、人们日常的生活生产领域都可以广泛的运用“GPS卫星同步时钟”。
另外，LED显示屏是利用发光二级管点阵模块组成的平面式显示屏幕由于它具有发光率高、使用寿命长、组态灵活、适应能力强等优点在国内外的到广泛应用。
基于GPS授时的点阵LED屏显示时钟就是利用GPS接收卫星上“原子钟”的时间信号传送给接收模块，经过处理后发往LED显示屏并显示出标准时间。
用户需求：
规格：P10 户外全彩高亮LED时钟屏
尺寸：1280mm * 1280mm
显示方式：四面显示
安装位置：楼顶、需做防水处理
屏幕配电设计
配电柜具备防雷、过压、过流、欠压、短路、断路以及漏电保护措施。
配电柜内装有漏电保护开关、空气开关、熔断器、延时启动接触器、电源防雷器等，配电柜内电器设备均选用品牌元器件。
配电柜安装有PLC控制器，能够分步定时启动电源，并且能够远程控制开启和关闭，除了对各路电源通断状态实时监控外，可选配外接的温感、烟感、亮感等传感器，可以对显示屏内外工作环境进行实时监控。
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GPS时钟系统目录5、GPS时钟系统 (2)5.1系统功能 (2)5.1.1卫星接收转换系统 (2)5.1.2 中心母钟 (2)5.1.2.1高精度石英基准时钟 (2)5.1.2.2信号处理切换 (2)5.1.2.3中心监控及故障报警 (3)5.1.2.4系统信息显示 (3)5.1.2.5中心传输接口 (3)5.1.2.6内部在线不间断电源 (3)5.1.3监控计算机（软件名称：UNITIME） (3)5.1.3.1硬件要求 (4)5.1.3.2系统监控软件 (4)5.1.4子钟 (4)5.1.4.1指针式子钟 (4)5.1.4.2数显式子钟的功能 (5)5.2 系统组成 (5)5.2.1卫星接收转换器 (5)5.2.2中心母钟 (6)5.2.3监控计算机（软件名称：UNITIME） (7)5.2.4数字式日历子钟 (7)5.2.5指针式子钟 (8)5.3系统部署 (8)5.4系统连接 (8)5、GPS时钟系统5.1系统功能5.1.1卫星接收转换系统卫星接收转换系统为整个时钟系统提供绝对准确的时间基准，其核心是全球卫星定位系统（GPS）信号接收天线和信号接收转换器，自动接收并以GPS时间信号作为系统标准时间信号。
GPS接收转换系统是以目前形成的全球卫星定位系统(GPS)的卫星信号传输网络为基础，接收并分析卫星信号进而获得时间信息。
GPS时间信号的特点是覆盖全球、精度高、无累积误差，是全球统一的时间标准。
经GPS 接收转换系统处理后，时间信号以两种方式向时钟系统及其它应用设备发送信号，两种方式的信号在设备上均采用：1、标准秒脉冲信号：精度为110nS，信号无累积误差；2、全时标信号：信号含年、月、日、时、分、秒数字信号。
5.1.2 中心母钟中心母钟是整个时钟系统的核心，通过GPS卫星时间接收器接收标准时间，并传输给系统内各级时钟设备，使整个时钟系统保持同步并监测管理系统的运行状况。
如果系统需要，可以采用主备冗余设计，在系统需要时，自动切换。
5.1.2.1高精度石英基准时钟由高精度的石英振荡器通过分频及译码电路产生高精度时间信息，作为中心母钟的自身时间基准。
当GPS时间信号不能完整获得时，系统将采用中心母钟自身的时间基准同步系统。
中心母钟的自身时间基准精度高于0.1秒/天。
5.1.2.2信号处理切换信号处理切换单元接收来自卫星接收转换系统的标准时间信号，用以同步自身时间精度，并将同步信号通过系统接口传送给子钟、监控计算机和其它系统，同时与之相关联设备的工作信息、指令也需经信号处理单元处理后再进行相应的馈送、显示、动作等。
当GPS接收转换系统的标准时间信号无法完整获得时，时间信号处理切换单元将自动切换至中心一级母钟的高精度石英基准时钟信号，并以此同步系统。
GPS信号恢复后，自动恢复启用GPS信号。
切换由设备自动根据需要完成，不会造成任何延迟。
5.1.2.3中心监控及故障报警监控单元监控GPS接收单元、信号处理单元和连接在中心母钟的子钟的运行情况并在显示单元上显示。
当其中有设备发生故障时，监控单元将发出警告，同时传输至显示面板加以显示，指示系统管理员发生故障的设备编号。
5.1.2.4系统信息显示母钟显示面板显示系统标准日期和时间以及监控单元的监控和报警信息。
系统日期和时间以全时标方式显示。
5.1.2.5中心传输接口中心母钟校对信号、实行监控、控制信号的接收或输出均是靠相应接口电路实现的。
中心母钟的接口电路分以下3种：1.中心母钟对监控计算机的RS232接口用于连接中心母钟与监控计算机终端。
2.中心母钟对直接控制子钟和传输通道的RS485接口用于连接中心母钟与其直接控制的子钟及设备。
3.对其他系统提供标准时间信号的RS485接口用于连接中心母钟与其他系统。
5.1.2.6内部在线不间断电源中心母钟系统设置备用电源，该电源是由免维护蓄电池组成的在线或后备电源。
此类电源的优点在于不存在电源切换时间差，电池组的电压可以保证系统免受电网电压波动的干扰，后备电源可以使母钟断电后继续走时半年以上。
5.1.3监控计算机（软件名称：UNITIME）监控计算机在系统中的基本功能是利用微机系统对整个时钟系统网络中各设备进行配置，并对其工作状态、故障状态进行查询和显示，同时还可以打印记录各种系统信息。
5.1.3.1硬件要求计算机设备可由用户或集成方提供。
推荐配置如下：1处理器：PIII以上2内存： 128M以上3空闲COM串行口：1个以上4显示器5鼠标和键盘5.1.3.2系统监控软件时钟系统监控软件具有用户友好界面、中文菜单和多种功能。
通过软件实现基本功能如下：卫星接收转换系统的工作状态（主/备）中心母钟的工作状态子钟的工作状态传输通道的工作状态故障报警故障时间、地点、类型的记录及输出系统帮助信息，如基本故障排除原则等可对全系统每一个指针式子钟进行控制（包括加快、减慢、复位、校对、追时等功能）可对系统配置进行调整，如配置世界时区钟子系统、更改子钟数量、类型、位置及对其他系统的接口信号传输格式。
5.1.4子钟子钟接收发自母钟的标准时间同步信号并显示时间。
本系统的子钟包括指针式子钟和数显式子钟两种类型。
5.1.4.1指针式子钟指针式子钟通过子钟内部控制系统进行工作，通过与上级母钟的实时校准，自动消除误差。
当与上级母钟连接中断或上级母钟发生故障时，子钟可以脱离上级母钟自动运行。
上级母钟同步信号恢复后，子钟自动与之校准并快拨指针对时。
指针式子钟的指示方式为：时、分二针指示，外型尺寸500X500mm，铝合金外框。
指针式子钟具有长时间停电记忆功能，当系统供电中断后恢复供电时，子钟会自动快拨指针，自动与母钟的同步时间信号校准。
指针式子钟采用进口机芯，具有输出力矩大、控制简便、环境适应性好等优点。
同时，所有指针式子钟都具有良好的防水和防尘性能。
5.1.4.2数显式子钟的功能数显式子钟运行是靠自身系统进行，通过实时接收上级母钟的标准同步信号，刷新自身时间指示与上级母钟保持一致。
当与上级母钟连接中断或上级母钟发生故障时，子钟可以脱离上级母钟单独运行。
上级母钟同步信号恢复后，子钟自动与之校准并刷新自身时间。
数显式子钟RL-23SR为单面显示，显示年月日星期和时分秒信息。
5.2 系统组成本时钟系统由卫星接收转换系统、中心母钟、监控计算机和子钟组成。
5.2.1卫星接收转换器卫星接收转换系统由下列两部分组件构成：A 卫星信号接收天线B 卫星信号处理转换单元计时精度：110±30 Ns（无累计误差）供电电源：AC220∨±20% 50Hz信号传输距离：1200米天线馈线长度： 5 ~ 30米接口类型：BNC输出接口：标准RS485接口工作温度：-10℃～ 60℃（接收转换器）；-35℃～ 85℃（天线）工作湿度：0%～100%，无凝结功耗：≤5W5.2.2中心母钟中心母钟由下列功能模块构成：A 高精度石英基准时钟B 信号处理切换单元C 监控单元D 显示单元E 系统接口中心母钟对监控计算机的RS232接口中心母钟对直接控制子钟的RS485接口对其他系统提供标准时间信号的RS485接口F 备用电源：免维护蓄电池组在线或后备电源自身计时精度：±0.1秒/天（25℃）面板显示：LCD液晶接口方式：标准RS485接口（子钟）RS232（计算机）子钟输出： 2 ~ 8路供电电源：AC220∨±20% 50Hz停电记忆：半年以上工作温度：-10℃～ 60℃工作湿度：0% ～ 95%，无凝结功耗：≤ 5 W5.2.3监控计算机（软件名称：UNITIME ）接口方式：标准RS485接口 波特率：4800BIT/S 数据位：8 起始位：1 停止位：1 校验位：无 工作方式：异步 数据格式：ASCII 字符串 传输线类型：屏蔽双绞线 信号传输距离： 1200米5.2.4数字式日历子钟红色超高亮7段LED 日历显示钟，显示年、月、日、星期、时、分、秒。
计时精度：0.3秒/天 供电电源：AC220V ±20% 50Hz 工作温度：-10℃ ～ 60℃ 工作湿度：0% ～ 95%，无凝结 功耗： 5 ～ 50 W （根据型号而定）5.2.5指针式子钟方形子钟，室内壁挂。
计时精度：0.3秒/天（25℃）供电电源：AC220V±20% 50Hz工作温度：-10℃～ 60℃工作湿度：0% ～ 95%，无凝结功耗：≤3W5.3系统部署本工程根据法院新大楼实际情况及业主具体要求对新大楼餐厅、立案大厅、候审大厅、办公区大厅、领导办公室等位置设计GPS时钟系统。
GPS时钟系统主要由GPS母钟、GPS子钟和GPS信号接收天线等设备组成，系统通过GPS信号接收天线接收卫星同步发送的时钟信号，实时传送至GPS母钟同时进行信号处理和放大，大楼多个GPS子钟与GPS母钟通过信号分配器进行连接，整个系统的时钟信号可实现从卫星到GPS母钟和子钟真正意义上的同步。
GPS信号接收天线安装于大楼八层屋顶平面，便于更好的接收卫星时钟同步信号，GPS母钟及信号分配器设置于大楼6层信息中心机房内，设备需提供机架安装方式，GPS子钟根据实际需求安装于房间内墙上，具体安装位置及高度见施工图纸。
5.4系统连接。