基于GPS的精确对钟系统的设计及实现

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基于GPS和北斗卫星授时的高精度时间显示系统设计

信息工程
基于 GPS 和北斗卫星授时的高精度时间显示系统设计
张鸣凤，谢家祖，吴筝，付玉，时瑞瑞，郭辉，邓帅（天津师范大学电子与通信工程学院，天津，300387)
摘要：本论文根据目前国内通讯授时系统的情况, 结合了GPS和北斗卫星导航系统(以下简称BDS)的双模授时方法, 提出一种基于GPS和BDS 授时的高精度时间显示系统的设计方案。本文研究了一种由单片机STM32控制的基于GPS和BDS授时的高精度时间显示系统，该系统确保在卫星数据丢失的条件下，时间显示依然精准稳定，方案中自主设计的STM32F103RCT6模块，在系统工作空间不受局限的同时，预留了很多可增加的功能空间。关键词：北斗卫星导航系统；授时系统；STM32处理器
图 2 信号采集模块的程序框架
处理器开机启动后通过卫星信号接收电路中的 RX1 引脚和 TX1 引脚采集时间数据，然后将时间数据发送到本地自守时电路，本地自守时电路根据时间推算的算法保证精确并自动推算时间。在卫星数据丢失的时候，处理器将直接根据本地自守时电路推算出来的时间作为当前时间，此时间与卫星信号发送的实际时间几乎无差别。
块均正常工作 , 若任意一个卫星信号的 1PPS 信号检测不到，和湿度数值，最后将已经获得的时间信息、温度信息和湿度
对应模块都会自动进行重复采集信号的工作。信号采集芯片信息发送到大尺寸的 LED 数码管显示。图 3 是该系统的程
能将此信号中的时间信息，利用相应的算法原理，转换成当序处理流程图。
LED 显示电路采用 74HC245 芯片组成的驱动数码管动
态显示电路，LED 显示电路主要用于将处理器发送过来的
时间信息、温度信息和湿度信息显示给用户。
图 1 为本系统的电路结构连接框图。

gps授时原理

gps授时原理GPS授时原理。

GPS（Global Positioning System）是一种全球定位系统，它通过一组卫星以及地面控制站来提供全球范围内的定位、导航和时间服务。

其中，GPS授时原理是GPS系统中的一个重要组成部分，它对于各种应用领域都具有重要意义。

首先，GPS授时原理是基于卫星钟的精确性来实现的。

每颗GPS卫星都搭载有高精度的原子钟或者氢钟，这些钟具有非常高的稳定性和精确度。

通过接收来自多颗卫星的信号，并对这些信号的传播时间进行精确计算，接收设备可以确定自己的位置和精确的时间。

因此，GPS授时原理的基础是卫星钟的高精度。

其次，GPS授时原理还依赖于卫星信号的传播速度。

由于卫星与地面接收设备之间的距离是已知的，因此可以通过测量信号的传播时间来计算出接收设备与卫星的距离。

通过至少三颗卫星的信号，可以确定接收设备的三维位置。

而时间的精确性也是通过这些信号的传播时间来实现的。

因此，GPS授时原理还依赖于信号的传播速度。

此外，GPS授时原理还需要考虑相对论效应的影响。

由于卫星在太空中运行的速度非常快，同时受到地球引力的影响，相对论效应会对卫星钟的运行速度产生微小的影响。

因此，为了确保GPS系统的精确性，需要对这些相对论效应进行校正，以保证卫星钟的精确性。

总的来说，GPS授时原理是基于卫星钟的精确性、信号的传播速度以及相对论效应的校正来实现的。

这些原理共同确保了GPS系统提供的时间服务的精确性和可靠性。

在现代社会中，GPS授时原理已经被广泛应用于各种领域，包括通讯、金融、能源、交通等，为人们的生活和工作提供了便利和安全保障。

总之，GPS授时原理是GPS系统中的重要组成部分，它依赖于卫星钟的精确性、信号的传播速度以及相对论效应的校正来实现时间的精确授时。

这些原理的共同作用确保了GPS系统提供的时间服务的高精度和可靠性，为各种应用领域提供了重要的支持和保障。

电力系统自动化GPS精确对时的解决方案

电力系统自动化 GPS精确对时的解决方案摘要：对于电力系统和自动化统一对时问题来讲，在本文论述内容中提出了，在变电站内共享GPS，然后通过GPS产生 IRIG-B码，再结合微机保护来实现对自动化装置的同时对时。

对于这种对直的模式来讲，主要是实现了GPS资源的共享与应用，最主要的特点就是能够通过同时进行来保证对时结果的准确性，所以在本文中将对电力系统自动化GPS精确对时应用及存在问题和解决对策进行探讨。

关键词：电力系统；GPS；对时1.前言在上个世纪80年代之后，电网调度自动化程度不断提升，而且在电力系统当中应用了微机保护而对于微机保护来讲，最主要的要求就是要保证电网系统的时间统一，所以在这一背景下对电网时间统一的需求越来越迫切。

在准确统一的时间基准的前提下，可以再出现操作及故障，或者是发生连续故障时触发危机的保护动作行为，然后对故障类型及原因和发生的发生过程进行分析，便于后续的问题解决与经验总结。

所以增强电网自动化及安全英雄应当是以电力网的时间精准及统一为基础的，我国电力系统在发展过程中为了实现此目标进行了非常多的研究，在本文中将主要针对GPS资源共享应用保障精确对时的相关问题进行探讨。

2.电力网时钟偏差原因2.1 GPS可以提供准确的时间在电力网时钟使用过程中，精准到一毫秒是微机装置在使用过程中产生事件信息标识的最基本要求，所以对于电力系统自动化系统来讲，在实现对事件信息处理时，最基本的要求就是要保障时间的分辨率在一毫秒，而针对微秒没有进行要求。

在wamap系统的通信协议当中，时间进行表示所采用的是时间因子的模式所以毫秒是所有电力自动化系统在通信协议建设时的最基本要求，只需要精确到微秒，就能够保证在使用时实现必要的通信。

而对于GPS来讲，在使用时输出误差的情况是不会导致微机装置时钟出现偏差的，所以GPS当中的ppm以及PPS等同步时钟输出精度是达到了纳秒级的，要远远超出电力系统在使用时对时间的精度要求。

GPS导航定位原理以及定位解算算法

GPS导航定位原理以及定位解算算法GPS（全球定位系统）是一种基于卫星信号的导航系统，用于确定地球上任意点的位置和时间。

GPS导航定位的原理基于三个基本原则：距离测量、导航电文和定位解算。

首先，定位解算的基本原理是通过测量卫星与接收器之间的距离差异来确定接收器的位置。

GPS接收器接收卫星发射的信号，并测量信号从卫星到接收器的时间延迟。

通过已知卫星位置和测量时间延迟，可以计算出接收器与卫星之间的距离。

至少需要接收到4个卫星信号才能进行定位解算，因为每个卫星提供三个未知数（x、y、z三个坐标）和一个时间未知数。

其次，GPS导航系统通过导航电文提供的卫星轨道参数来计算卫星的精确位置。

每个卫星通过导航电文向接收器传递关于卫星识别码、卫星轨道和钟差等数据。

接收器使用这些参数来计算卫星的准确位置。

最后，通过定位解算算法，将接收器收到的卫星信号和导航电文中的轨道参数进行计算，可以确定接收器的位置。

定位解算算法主要有两种：三角测量法和最小二乘法。

三角测量法基于三角学原理，通过测量多个卫星与接收器之间的距离差异，然后根据这些距离差异以及卫星的位置信息来计算接收器的位置。

这种算法的优势是计算简单，但受到测量误差的影响较大。

最小二乘法是一种数学优化方法，通过最小化接收器位置与测量距离之间的误差平方和来求解接收器的位置。

该方法考虑到了测量误差的影响，并通过对多个卫星信号进行加权以提高解算的准确性。

除了上述的定位解算算法，GPS导航系统还使用了差分GPS和惯性导航等技术来提高定位精度和可靠性。

差分GPS通过接收器与参考站之间的信号比对，消除了大部分的误差，提高了定位精度。

惯性导航通过测量加速度和角速度来估计接收器的位移，可以在信号丢失或弱化的情况下提供连续的导航定位。

综上所述，GPS导航定位通过距离测量、导航电文和定位解算算法来确定接收器的位置。

通过接收到的卫星信号和导航电文中的轨道参数，定位解算算法能够计算出接收器的位置，并提供准确的导航信息。

GPS系统定位、授时精度有多准确？

056201207GPS系统定位、授时精度有多准确？Satellite classroom卫星课堂+ 刘天雄美国为了统一无线电导航手段，取代奥米加、罗兰C等众多地基无线电导航系统，并实现高精度、连续、三维定位与测速，美国国防部于1973年批准GPS全球定位系统计划，组织设计了GPS系统方案：卫星轨道高度为20230km；卫星数量为24颗并分布在6个轨道平面上；用户可以同时看到6～11颗卫星；有两个导航信号L1和L2，L1:1575.42MHz，L2:1227.60MHz；采用了卫星无线电导航业务RNSS（Radio Navigation Satellite Service）伪距测量原理实现位置解算。

一、定位精度、误差与偏差的概念GPS系统基于被动式采用了RNSS测距原理，即GPS 接收机测量来自GPS卫星的导航定位信号的传播时延，从而测量到GPS接收机到GPS卫星之间的距离，进而将它和GPS卫星在轨位置（动态已知点）联合解算出接收机的三维坐标。

由此可见，GPS卫星导航定位误差主要来自GPS 卫星信号的自身误差、信号的传播误差以及GPS接收机的测量误差。

对GPS卫星导航而言，精度（accuracy）定义为位置或者速度的测量值与真实值的符合程度，导航系统精度通常用系统误差的统计量度表示。

在GPS定位测量中，不仅存在测量误差（error），而且存在偏差（bias）。

例如，导航卫星的星载原子钟不仅存在时钟偏差（每一颗GPS卫星的时钟相对于GPS时间系统的差值），而且存在时钟误差（GPS卫星的星载原子钟虽然具有极其高的精度，但并不完美，总会存在一些误差。

原子钟的一项重要指标是稳定度，目前原子钟的“天稳定度”一般为1E-13，这意味着原子钟一天的误差为8.64ns,对应的测距误差为2.59m）。

再如，地球大气中的电离层和对流层会改变导航信号的传播，其影响也存在偏差和误差。

偏差为电离层和对流层效应导致的附加时延改正，一般为几米到100余米。

基于卡尔曼滤波算法GPS校钟系统的设计

基于卡尔曼滤波算法ＧＰＳ校钟系统的设计
马涛．焦群
（网电力科学研究院，苏南京２００）国汀１０３
摘要：网时间统一主站系统主要由铯钟源、Ｓ校钟系统、频钟设备以及频标放大器和电ＧＰ分
然锁定但秒信号抖动较大，时测得的时差数据此有很大的噪声分量，如果直接计算用于分频钟调相会有较大的相位偏差，以，计采用卡尔曼所设滤波箅法对测得的原始时差进行滤波，滤波后将
调整
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时间同步主站设备
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钟
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…
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成。主站利用高准确度、高稳定度的铯原子钟作
为频率源生产标准频率，过分频钟设备产生电通网自主时间．通过ＧＳ校钟系统将电网自主时再Ｐ问与国际协调（Ｔ时间自动对齐，得电网既ＵＣ）使
巾于天线角度、离层、流层、径效应、电对多接收机自身特性的影响，ＰＧＳ会产生失锁或者虽
１时差测量电路及卡尔曼滤波算法
时差测量部分采用１０Ｍ时钟（１倍频０由０Ｍ所得）２个ＩＰ对ＰＳ之间的时间间隔进行计数，分

DSP系统的GPS高精度时钟设计和实现

（）数据输出格式：４ＮＭＥ０８Ｖ２３；Ａ一１３．０
ＲＴＣＭ — ＳＣ１４２０Ｖ．１；
泛采用了流水线操作以减少指令执行时间，大大提高了执行速度。ＴＭＳ２Ｃ３３０２是Ｔ公司推出的３Ｉ２位浮点运算ＤＰ，目前应用最广泛的浮点ＤＰ之一。它Ｓ是Ｓ的速度很高，活性也很好，有较大的寻址空灵具间、处理器接口、内双口存储器、持并行Ｉ多片支／
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投稿须知
《北电力技术》国内外公开发行的全国性电力科技期刊，忱欢迎科研院所、专院校、力生产部门、建安装华是热大电基
单位及制造厂的技术人员和工人踊跃投稿。（）稿件内容要求紧密结合电力生产实际。应在实用性、１先进性、新颖性等方面具有自己的特色。
华北电力科学研究院有限责任公司（京１０４）北００５摘要；由于ＧＰ时钟精度很高，Ｓ目前已广泛用
作为电力系统的时间同步。这使过去难以实现的
高翔陶炜
免费开放。目前，Ｓ系统广泛地应用在导航、ＧＰ大地测量、精确授时、车辆定位及防盗等领域。因此开展对ＧＰＳ系统的研究和应用，极大地提高生产力，将并产生巨大的经济效益。文旨在通过利用ＧＰ本Ｓ所

全球定位系统的时间同步精度分析

全球定位系统的时间同步精度分析全球定位系统（Global Positioning System，简称GPS）是一种基于卫星导航的定位和导航系统，广泛应用于航空、航海、交通、地质勘探、气象、农业等领域。

在GPS系统中，时间同步是十分重要的，它对于定位的准确性和导航的精度有着直接的影响。

本文将对全球定位系统的时间同步精度进行分析。

一、GPS时间同步的重要性在GPS系统中，时间同步是指卫星和用户接收机之间的时间保持一致。

GPS系统通过测量卫星信号的传播时间来计算用户的位置，因此准确的时间同步对于定位的精度至关重要。

如果卫星和接收机的时间存在偏差，就会导致定位误差的累积，最终影响导航的准确性。

二、GPS时间同步的实现方式为了实现GPS系统的时间同步，GPS卫星会携带高精度的原子钟，而用户接收机也会内置一个较为精确的晶体振荡器。

当接收机接收到卫星信号后，会通过测量信号的传播时间来计算出卫星和接收机之间的时间差，从而实现时间同步。

三、GPS时间同步的精度分析1. 原子钟的精度卫星携带的原子钟是GPS系统中时间同步的基础，其精度非常高。

目前，GPS 卫星上采用的主要是氢原子钟，其每天的时间偏差约为1纳秒（1纳秒等于10^-9秒），这已经是非常小的误差了。

因此，从卫星到接收机的时间同步误差可以认为是可以忽略不计的。

2. 接收机的精度接收机内置的晶体振荡器是实现时间同步的关键。

晶体振荡器的精度越高，时间同步的精度也就越高。

目前，市面上的GPS接收机大多采用TCXO（温补晶体振荡器）或OCXO（温补晶体振荡器）作为时钟源，其精度可以达到纳秒级别。

而更高精度的GPS接收机则会采用Rb钟（铷原子钟）或Cs钟（铯原子钟），其精度可达到皮秒级别（1皮秒等于10^-12秒）。

3. 环境因素的影响尽管GPS卫星和接收机的时间同步精度很高，但环境因素也会对时间同步造成一定的影响。

例如，大气湿度、温度的变化以及接收机所处的位置等因素都可能对晶体振荡器的频率稳定性产生影响，从而导致时间同步误差的产生。

高精度北斗导航定位系统设计与实现

高精度北斗导航定位系统设计与实现导语：随着卫星导航技术的快速发展，全球定位系统（GPS）在生活中的应用越来越广泛。

而作为我国自主研发的全球卫星导航系统，北斗导航系统在提供导航定位服务方面具备独特的优势。

为了满足用户对于高精度定位需求，高精度北斗导航定位系统的设计与实现成为一个重要的研究方向。

本文将介绍高精度北斗导航定位系统的设计原理与实现方法。

一、设计原理高精度北斗导航定位系统主要包括信号接收与处理、数据计算与校正、定位算法与精度优化等模块。

下面将详细介绍这些模块的设计原理。

1. 信号接收与处理高精度北斗导航定位系统首先需要接收卫星发射的导航信号。

一般情况下，系统会选择多颗卫星进行信号接收，以提高定位精度。

接收到的信号需要进行预处理，包括频率同步、码相对齐等操作，以便后续的数据计算与校正。

2. 数据计算与校正接收到的导航信号中包含了多种参数，如卫星位置、钟差等。

系统需要对这些参数进行计算和校正，以获得更精确的定位结果。

数据计算与校正主要涉及导航星历解算、钟差修正等算法，采用高精度的数学模型来提高定位精度。

3. 定位算法与精度优化根据接收到的导航信号和经过计算与校正的参数，系统可以通过定位算法来估计用户的位置。

定位算法有多种，常用的包括最小二乘法（LS）、卡尔曼滤波（KF）等。

为了提高定位精度，系统还可以采用精度优化的方法，如差分定位、多智能体定位等技术。

二、实现方法高精度北斗导航定位系统的实现需要考虑多个方面的因素，包括硬件设备、软件算法以及系统架构等。

下面将介绍高精度北斗导航定位系统的实现方法。

1. 硬件设备高精度北斗导航定位系统的硬件设备包括天线、接收机、信号处理器等。

天线用于接收导航信号，接收机负责信号的放大和处理，信号处理器用于对信号进行解调和解码。

为了提高定位精度，硬件设备要具备高灵敏度和低噪声的特点。

2. 软件算法高精度北斗导航定位系统的软件算法是实现高精度定位的关键。

根据设计原理中提到的信号接收与处理、数据计算与校正、定位算法与精度优化等模块，可以选择合适的算法来实现系统功能。

电力系统自动化GPS精确对时的解决措施

电力系统自动化GPS精确对时的解决措施摘要：在电力系统以及自动化统一对时的问题上，提出了在一个变电站内共享一台GPS，经过GPS同时产生IRIG -B码，再进行微机保护并用RS -422/485对一切自动化装置同时对时，GPS资源共享，该计划的特点是对时准确。

关键词：电力系统自动化；微机保护；GPS对时；IRIG -B码引言：80年代之后，建立了各级电网调度自动化且大批应用了在电力系统上的微机保护，在要求上对电力网对时间统一越来越迫切。

在精确统一的时间基准的前提下，可以在发生操作和故障，或发生连续故障是在短功夫内的情形之下，对微机保护的动作行为、故障类型、故障原因、故障发生发展过程的能更加方便的分析。

对两端录波数据都有同一时间基准特别是对故障录波，是可以对两端录波数据利用并对其进行故障测距的，采样数据是都有同一的时间标签的对于在线路保护分相差动保护原理的应用上，通道同时调整是不需要的。

此外，精准统一的时间基准在现代电网的负荷管理中区域稳定管控也是需要的。

所以，提高电网自动化和安全运转需要电力网时间的精准和统一的。

我国电力系统在时间统一方面是做过许多工作的，但是种种原因的限制，这一问题就一直没有解决。

因此，为了满足电力系统对时间统一的要求急切需要寻找新的办法。

一、分析时钟偏差的原因1.1 GPS能提供精确的时间精准到1毫秒是各微机装置产生的事件信息标识的要求，因此时间分辨率位1毫秒是电力自动化系统对事件信息的要求，而对微秒不做任何要求。

在用于WAMAP系统的IEEE C37.118通信协议，时间表示上是采用的是时间因子的方式，送到毫秒就是几乎一切电力自动化系统通信协议的基本要求，要分析到微妙只需要在必要时通过主站就行了。

GPS的输出误差的情况是不会引起目前存在的微机装置时钟偏差的，因为GPS中的PPM、PPS、IRIG-B的同步时钟输出精度是纳秒级的（不到0.1微秒），与电力系统自动化对时间分析对精度相比要求是很高的的。

GPS授时的IRIG-B(DC)码编码设计与实现

GPS授时的IRIG-B(DC)码编码设计与实现Time:2013-03-14 03:28:03 Author:唐彬 Source:安徽理工大学电气与信息工程学院关键字：IRIG－B（DC）码编码设计引言随着科学技术的迅速发展，各种电子技术对于时间的精度要求也越来越高。

因此作为高精度的全球定位系统和授时系统，GPS技术得到了广泛的运用，由于其精度可以达到μs级，所以其在很多设备中都作为精确的授时源，因此很多公司都推出了基于GPS的同步对时装置。

时间码IRIG-B作为一种重要的时间同步传输的方式，以其突出的优越性能，成为时统设备首选的标准码，在靶场测量、工业控制、电力系统测量与保护、计算、通信、气象等重要行业及领域得到了广泛的应用。

FPGA以其对时钟的同步性、灵活性、功耗低、效率高和抗干扰性等特点得到广泛运用。

本设计采用Altera 的EP2C8Q208器件，通过对GPS OME接收过来的$GPRMC码流进行处理，做成一个GPS采集器，再将时间信号提取出后转变成适合DC码编码的时间码，再将这些时间信号发出。

系统总体的硬件设计GPRMC数据流简介GPRMC是一种运输定位数据，其属于NMEA 0813，具有最小数据量的GPS信息。

该码流采用的是ASCII 码，以$GPRMC为起始位，CR和LF为结束位，内部包含了：UTC时间、定位状态、维度、维度半球、经度、经度半球、UTC日期等。

IRIG-B码简介IRIG(Inter Range Instrumentation Group)是美国靶场司令部委员会的下属机构，称为“靶场时间组”。

在靶场中随着设备对所需信息量的增加，对标准化时统设备的要求也越来越高，IRIG-B码以其优越的性能成为首选。

IRIG-B码是一种串行时间码，与并行传输方式相比，其物理连续简单、传输距离远、接口标准化。

IRIG-B码包含两种方式：DC码（直流码)和AC码（交流码）。

DC码适应于短距离传输，AC码适应于长距离传输。

GPS授时精度

GPS授时系统编辑GPS授时系统是针对自动化系统中的计算机、控制装置等进行校时的高科技产品，GPS授时产品它从GPS卫星上获取标准的时间信号，将这些信息通过各种接口类型来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。

中文名GPS授时系统外文名GPS time transfer system设备计算机、保护装置机组分散控制系统(DCS)目录1前言2简介1前言编辑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。

2简介编辑一、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。

基于GPS的车辆跟踪系统设计与实现

基于GPS的车辆跟踪系统设计与实现第一章：绪论随着社会的发展和科技的进步，人们对物质生活和社会安全的需求越来越高。

车辆监控系统应运而生，成为重要的技术手段，在车辆管理、货物跟踪等方面发挥着重要的作用。

基于GPS（全球定位系统）的车辆跟踪系统具有定位精度高、实时性好、成本低等优点，因此被广泛应用在车辆管理中。

本文将介绍基于GPS的车辆跟踪系统的设计与实现，为车辆管理提供一种可靠、高效、便捷的技术手段。

第二章：综述2.1 GPS技术原理GPS是由美国政府建立的全球定位系统，利用星载高精度原子钟不断发射的微波信号与地面上的用户设备之间进行测距，从而实现定位的一种技术手段。

GPS系统主要由控制段、空间段和用户段构成，其中空间段是由一系列的卫星组成，控制段主要包括监测站和控制中心，用户段则是由接收机、计算机和显示器组成。

2.2 车辆跟踪系统应用现状目前，车辆跟踪系统已广泛应用在物流、公交、出租车、救护等领域。

在物流方面，运用该系统可以实现货物实时跟踪，提高运输效率和安全性；在公交方面，该系统可以提高车辆运营效率和路线规划，并为乘客提供准确信息；在出租车方面，该系统可以提高租车公司的管理水平，避免盗车等安全问题；在救护方面，该系统可以快速、准确的定位救护车并提供前方路况预警等服务。

第三章：系统设计3.1 系统总体设计基于GPS的车辆跟踪系统主要由以下部分组成：车载终端、服务器、客户端、数据库等。

车载终端主要负责车辆位置的获取和传输，服务器主要负责信息的储存和处理，客户端则是用户使用系统的接口。

3.2 系统硬件设计车载终端主要由GPS天线、GPS接收机、无线通信模块、微处理器、电源管理器等部分组成。

其中GPS天线负责接收GPS信号，GPS接收机将信号转化为数字信号并进行解析，无线通信模块负责信息的传输，微处理器负责控制和处理车辆位置等信息，电源管理器则保证系统能够正常工作，保护电池充电和供电安全。

3.3 系统软件设计系统软件主要由车载软件、服务器软件和客户端软件组成。

基于GPS和北斗双模同步的高精度频率源对时的设计

基于GPS和北斗双模同步的高精度频率源对时的设计摘要：近年来，社会进步迅速，我国的科学技术的发展也有了改善。

电力系统事故分析需要对系统故障前后的电压与电流数据、保护装置和断路器动作顺序及某一时刻波形进行分析，这些事故能否准确及时分析，取决于是否有统一、精度高的时间同步信号。

随着电力系统可靠性要求越来越高，GPS 授时系统抗干扰能力、安全性、授时连续性及可靠性低的问题不断凸显出来。

自 2003 年 5 月，我国将第三颗“北斗一号”成功送入太空，标志着我国成为第三个拥有完善卫星导航定位系统的国家。

目前，我国正建设“北斗二代”系统，该系统由静止轨道上 5 颗卫星和非静止轨道上 30 颗卫星组成，可满足我国各个行业发展需要。

关键词：GPS；北斗双模同步；高精度频率源对时；设计引言预计 2020 年全球将进入 5G 时代，在 5G 时代人们可以享受千倍提速的网络、通信等服务，这些便利的服务要求时钟系统具有极高的准确性和稳定性，对时钟精度要求甚至达到纳秒级别，并且各个系统都要求达到严格的时间同步。

卫星授时是目前主流的时间同步技术，其中美国的全球卫星导航系统(GPS)技术最为成熟，凭借覆盖面广、精度高等特点成为了卫星授时的首选。

但是GPS 归美国政府所有，由美国军方开发和控制，存在着故意降低精度的可能，甚至在战争等不确定因素下可能导致中国等其他地区不能使用 GPS 服务，对国内各种 GPS应用造成了潜在隐患。

1各功能模块设计BDS/GPS 双模授时系统采用模块化设计，由以下几个部分组成:1)标准信号接收单元。

该单元通过对外部输入的多路径标准信号(空间时间信号和有限传输时间信号)进行信号质量判别及进度测试，对信号优先级进行排序或通过人为操作控制，为系统提供标准时间信号和信息。

2)时间信号产生单元。

该单元是系统核心部件，由频率驯服组件和时间信号产生组件组成。

频率驯服组件通过标准信号和本地频率源信号进行频率比的测量，以获得频率误差;时间信号产生组件是将已驯服的内部频率源和标准接收单元时间信息合成产生本地各种时间信号和信息，如IＲIG － B、NTP、1PPS、1PPM、1PPH 等。

时钟信号定位的原理和应用

时钟信号定位的原理和应用1. 引言时钟信号定位是一种利用时钟信号进行定位的技术。

它通过分析时钟信号的传输延迟和频率偏移等特征，来确定接收器与信号源之间的距离和方向，从而实现定位功能。

本文将介绍时钟信号定位的原理和应用。

2. 原理时钟信号定位的原理是基于信号传输延迟和频率偏移的测量。

当一个时钟信号从信号源发送到接收器时，会经历传输延迟和频率偏移。

传输延迟指的是信号在传输过程中所需的时间，而频率偏移指的是信号的频率与理论值之间的差异。

通过测量信号的传输延迟和频率偏移，可以计算出信号传播的距离和方向。

在传输过程中，信号的传输延迟与距离成正比，频率偏移与信号传播的速度有关。

通过多次测量，可以得到多组传输延迟和频率偏移的数据，进而得到精确的定位结果。

3. 应用时钟信号定位在许多领域都有广泛的应用，下面将介绍几个典型的应用场景。

3.1 无线通信在无线通信中，时钟信号定位可以用于确定移动终端的位置。

通过测量移动终端接收到的基站时钟信号与实际信号源之间的距离和方向，可以实现精准的定位服务。

3.2 导航系统时钟信号定位在导航系统中也有广泛的应用。

例如，全球定位系统（GPS）就是基于时钟信号定位原理来实现定位功能的。

GPS接收器通过接收来自多个卫星的时钟信号，并测量信号的传输延迟和频率偏移，就可以计算出接收器的位置。

3.3 科学研究时钟信号定位在科学研究领域也有重要的应用。

例如，天文学家利用时钟信号定位的原理，可以测量天体的距离和位置，从而研究宇宙的演化和结构。

4. 优势和挑战时钟信号定位具有以下优势：•精度高：通过测量信号传输延迟和频率偏移，可以实现高精度的定位结果。

•可用性广：时钟信号定位适用于各种场景，如无线通信、导航系统和科学研究等。

•实时性强：时钟信号定位可以在实时性要求较高的应用中使用，如导航和通信服务。

然而，时钟信号定位也面临一些挑战：•多径效应：由于信号在传播过程中可能经历多条路径，会引起信号的传输延迟和频率偏移，从而影响定位精度。

基于GPS平台的机房授时系统

基于GPS平台的机房授时系统机房是各种网络设备运行和数据存储的重要场所。

在机房中，时间同步是非常关键的，因为许多网络设备需要精确的时间信息来同步操作和日志记录。

为了实现一个稳定和精确的机房授时系统，可以基于GPS（全球定位系统）平台进行搭建。

GPS是一种全球定位系统，由一组卫星和地面控制站组成，可以提供精确的时间和位置信息。

利用GPS可以在机房中建立一个高精度的授时基准，以确保所有设备都能准确同步时间。

需要在机房中部署一个GPS接收器。

GPS接收器可以接收到来自GPS卫星的信号，并从中提取出时间信息。

一般而言，GPS接收器可以通过串口或者以太网接口与其他设备进行通信。

需要在机房中搭建一个授时服务器。

授时服务器可以通过GPS接收器获取到的时间信息来同步自己的时钟，并且可以通过网络将时间信息传递给其他设备。

授时服务器还可以提供时间校准服务，允许其他设备主动向其请求时间同步。

需要对机房的时间同步系统进行监控和管理。

可以使用网络管理系统对授时服务器和时间客户端进行监控，并对其进行配置和管理。

还可以设置报警机制，以便在授时系统出现故障或者时钟偏差较大时及时收到警报。

1. 高精度：GPS可以提供高精度的时间信息，保证机房中的设备可以精确同步时间。

2. 可靠性：GPS平台具有高度的可靠性和稳定性，保证时间信息的准确性。

3. 灵活性：基于GPS的授时系统可以灵活部署和扩展，适应不同规模和需求的机房。

4. 管理性：通过网络管理系统，可以对授时服务器和时间客户端进行集中管理和监控，提高管理效率和便利性。

基于GPS平台的机房授时系统是一种稳定、精确和可靠的时间同步方案。

通过部署GPS接收器、授时服务器和时间客户端，可以实现机房中设备的精确时间同步，提高网络运行的准确性和稳定性。

通过网络管理系统的监控和管理，能够及时发现并解决授时系统中的问题，确保系统的正常运行。

基于单片机的GPS高精度授时时钟设计教材

学士学位毕业设计（论文）基于单片机的GPS高精度授时时钟设计学生姓名：指导教师：所在学院：专业：农业电气化摘要本文设计了一种基于P89LPC952高速单片机的GPS卫星授时时钟。

它由接收机、中央处理单元、LCM显示、键盘、输出接口组成。

利用接收机提供的标准时间信号，通过中央处理单元对数据的处理，从而可同步输出时间数据，保证高精度授时。

这不仅解决了时间获取问题，而且能真正实现全球范围内的时间校准。

更创新性地集成了全世界212个城市的实时时间显示。

与传统方法相比，这种全新的时钟同步方法具有实现手段简单、精度高、范围大、不需通道联系、不受地理和气候条件限制等众多优点，是时钟同步的理想方法。

本文介绍了基于P89LPC952的GPS授时时钟装置的硬件；根据装置要实现的功能，给出了主程序和中断程序的流程图和程序介绍。

关键词：授时时钟P89LPC952 GPS 中央处理单元ABSTRACTABSTRACTA kind of GPS satellite timing clock based on the P89LPC952 High-speed MCU is recommended in the following thesis. It is composed of receptors、central proceeding sections, LCM, keyboard and output connectors. The central proceeding section could deal with the data to make the output time data by use of the standard time signals supplied by receptors, thus, keeping highly precision timing. By this way, not only solve the problem of the time obtained, but also the time in the worldwide is really completely unified. Even more, creatively integrates 212 cities of the world wide’s real-time display. Compared with conventional method, this new synchronous clock plan has many advantages, such as simple, high precision, wide extension, no channels needed, no confine of geography and weather environment and so on. It is the ideal way to synchronize the clock. In the following paper, represent the hardware of the GPS timing clock based on the P89LPC952 High-speed MCU. According to the function of the device, list the flow chart of the main program and the interrupt program and the introduction of those programs.Keywords:Timing clock P89LPC952 GPS Central proceeding section目录摘要 ........................................................................................................ I I ABSTRACT (III)前言 (IV)1.绪论 (1)1.1设计提出的意义 (1)1.2课题主要内容 (1)2.系统设计基础 (2)2.1设计思想 (2)2.2方案选择 (2)2.3本章小结 (3)3.系统组成原理及硬件设计 (4)3.1系统的组成和原理 (4)3.2硬件电路的设计 (4)3.3本章小结 (10)4.软件设计 (11)4.1软件系统结构 (11)4.2主要算法设计 (12)4.3本章小结 (15)5.PCB设计、组装及调试 (16)5.1 PCB的设计 (16)5.2 PCB焊接组装 (17)5.3电路的调试 (17)5.4本章小结 (18)结论 (19)参考文献 (20)致谢 (21)附录1 系统原理图 (22)附录2 主要源代码 (23)前言20世纪70年代的计算机革命产生了一群新的时间用户，他们需要精确的计算机时间。

海洋可控源甲板监控系统GPS对钟的设计与实现

测装置的工作环境在海下无法接收到ＧＰＳ信号接收器读取到的卫星时间信息，所以采用的方案是在每台接收机和发射机上安装一个高精度时钟芷＝片，该时钟芯片的时间误差要求达到１０～Ｓ，将探测装
置投放到海洋中之前，在监控船甲板上对每台装置
磁法勘探。Ｅ — ｍａｉｌ：ｗａｎｇｈｕａｌｏｎｇ＿１９８８＠１２６．ｔｏｍ。
时，其ＧＰＳ接收机不能接收到卫星发来的信息，所
２期
Hale Waihona Puke 王华龙，等：海洋可控源甲板监控系统ＧＰＳ对钟的设计与实现
１７７
中图法分类号
ＴＰ３１１．１１；
文献标志码
Ａ
在探测海洋矿藏的理论研究当中海洋可控源电磁法（ＣＳＥＭ）是在近些年逐渐兴起的一种新技术，国外已经有少数研究机构进行了小范围的探测实例，并取得了初步阶段的成果，我国在这一领域当中尚处在理论研究与实践探索阶段，海洋可控源电磁法的关键技术是通过海洋中的探测装置中由发射
１甲板监控系统
在海洋可控源电磁法探测技术中甲板监控系统
是整个探测过程中至关重要的一环，因为它负责实
的时钟芯片进行同步调整，使探测装置进入海洋后能够在同频同相的条件下进行精确的数据采集。海洋探测对精度要求较高，所以在探测装置收回到甲板以后，应再次进行对时钟芯片进行对钟，检验一下时钟芯片经过较长时间的海底探测是否存在时问上的误差，如果存在误差则采用插值法对误差进行校对，保证海洋电磁法探测的高精度要求。

车辆钟的自动校时与时间同步

车辆钟的自动校时与时间同步随着科技的不断进步和人们生活水平的提高，车辆搭载的智能系统也越来越多。

其中，车辆钟的自动校时和时间同步功能成为了不可或缺的一项功能。

准确的时间同步对于驾驶员来说至关重要，它不仅能提供准确的时间信息，还能保证行车记录的完整性和准确性。

因此，在本文中，我们将探讨车辆钟的自动校时和时间同步的相关技术和实现方法。

首先，为了实现车辆钟的自动校时和时间同步功能，需要使用一种可靠的时间源。

目前，GPS（全球定位系统）被广泛应用于车辆钟的时间同步。

GPS是一种通过卫星定位和导航系统提供时间和位置信息的技术。

它通过接收地面上的GPS接收器接收来自卫星的信号，并根据这些信号计算出精确的时间。

因此，车辆搭载的GPS系统可以作为车辆钟自动校时和时间同步的时间源。

其次，车辆钟的自动校时和时间同步可以通过车辆搭载的智能系统来实现。

智能系统中的GPS模块可以接收GPS信号，并将准确的时间信息传递给车辆钟。

车辆钟可以根据接收到的时间信息自动调整时间，并保持与GPS信号同步。

此外，车辆搭载的智能系统还可以设置定时任务，比如每天凌晨自动校对时间，以保证车辆钟的准确性。

另外，车辆钟的自动校时和时间同步在实现过程中还需要考虑一些技术细节。

首先，车辆搭载的GPS系统需要具备良好的天线接收性能，以保证能够接收到强而稳定的GPS信号。

其次，智能系统中的时间同步算法需要精确可靠，并且能够处理时区和夏令时等因素的影响。

此外，需要注意车辆搭载的智能系统与车辆钟之间的数据传输和通信方式，确保时间信息的准确传递和同步。

在实际应用中，车辆钟的自动校时和时间同步功能已经得到广泛应用。

例如，一些高端汽车品牌的车辆搭载的智能系统已经实现了车辆钟的自动校时和时间同步功能。

驾驶员只需启动车辆，智能系统会自动获取GPS信号并校对车辆钟的时间。

这种自动校时和时间同步的功能大大减轻了驾驶员的操作负担，提高了驾驶安全性和舒适性。

总结起来，车辆钟的自动校时和时间同步是现代车辆智能系统中不可或缺的一项功能。