隨著我國(guó)航天和國(guó)防事業(yè)的快速發(fā)展,對(duì)時(shí)間頻率的精度要求越來(lái)越高,同時(shí)越來(lái)越多的科研機(jī)構(gòu)和專家學(xué)者都希望擁有一個(gè)更加的時(shí)間頻率參考。
     同時(shí),NIMDO系統(tǒng)直接參考了位于中國(guó)計(jì)量科學(xué)研究院的國(guó)家時(shí)間頻率基準(zhǔn)UTC(NIM),這使得實(shí)驗(yàn)室很容易把時(shí)間頻率溯源到單位制。
     時(shí)間服務(wù)系統(tǒng)是為測(cè)控系統(tǒng)提供標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間和標(biāo)準(zhǔn)頻率的系統(tǒng),在對(duì)目標(biāo)對(duì)象進(jìn)行測(cè)量和控制時(shí),時(shí)間服務(wù)系統(tǒng)使整個(gè)測(cè)控系統(tǒng)在統(tǒng)一的時(shí)間尺度下工作,而高精度的時(shí)間傳遞與同步是其主要構(gòu)成部分。在互聯(lián)網(wǎng)或局域網(wǎng)環(huán)境中,如何讓時(shí)間服務(wù)器和同步系統(tǒng)達(dá)到更高的精度、更加安全可靠地工作以及讓它的性價(jià)比更高是推動(dòng)時(shí)間服務(wù)技術(shù)進(jìn)一步發(fā)展的需要,也是研究時(shí)間服務(wù)系統(tǒng)的熱點(diǎn)和難點(diǎn)。 課題旨在建立一套滿足某部項(xiàng)目特殊需要的時(shí)間服務(wù)器系統(tǒng)。論文在深入研究了GPS信息接收、串口通信、Winsock通信、時(shí)間同步算法、單片機(jī)與CPLD綜合應(yīng)用等技術(shù)基礎(chǔ)上,時(shí)間服務(wù)器分析了UTC時(shí)間服務(wù)系統(tǒng)的工作流程和原理,設(shè)計(jì)了適合當(dāng)前系統(tǒng)應(yīng)用和今后發(fā)展需要的兩種方案:基于PC機(jī)的UTC時(shí)間服務(wù)器系統(tǒng)和基于單片機(jī)的UTC時(shí)間服務(wù)器系統(tǒng)。在基于PC機(jī)的UTC時(shí)間服務(wù)器系統(tǒng)中,提出了利用秒脈沖中斷對(duì)PC機(jī)時(shí)鐘進(jìn)行微調(diào)的方法,通過(guò)接收GPS發(fā)送的UTC信息來(lái)校正主機(jī)時(shí)鐘,配合基于UDP協(xié)議的時(shí)間同步算法,構(gòu)成了時(shí)間服務(wù)及同步系統(tǒng),詳細(xì)介紹了在實(shí)驗(yàn)室以太網(wǎng)環(huán)境中建立時(shí)間服務(wù)器/客戶模式的硬件結(jié)構(gòu)和軟件實(shí)現(xiàn)。時(shí)間服務(wù)器該系統(tǒng)具有同步精度較高、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本相對(duì)低廉并且易于實(shí)現(xiàn)等特點(diǎn),通過(guò)實(shí)驗(yàn)室考核以及現(xiàn)場(chǎng)任務(wù)中的實(shí)際應(yīng)用表明,達(dá)到了使用要求。在基于單片機(jī)的UTC時(shí)間服務(wù)器系統(tǒng)中,針對(duì)GPS的誤差服從正態(tài)分布而PC機(jī)晶振存在累積誤差的特性,依據(jù)參考文獻(xiàn)中的理論模型,建立了實(shí)驗(yàn)仿真平臺(tái),運(yùn)用數(shù)理統(tǒng)計(jì)的方法對(duì)晶振誤差進(jìn)行實(shí)時(shí)補(bǔ)償,得到本地秒脈沖相對(duì)于GPS秒脈沖的估計(jì)補(bǔ)償值,經(jīng)過(guò)對(duì)晶振累積誤差的在線修正,zui終得到基于本地晶振的高精度秒脈沖信號(hào),時(shí)鐘偏差可達(dá)到百納秒。