授時(shí)是衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的重要功能，授時(shí)精度與定位精度、測(cè)速精度一起被稱為導(dǎo)航定位系統(tǒng)的三大指標(biāo)。本篇專業(yè)GPS/北斗授時(shí)系統(tǒng)研發(fā)廠家北斗時(shí)頻就簡(jiǎn)單為大家介紹GPS/北斗授時(shí)系統(tǒng)是怎樣實(shí)現(xiàn)授時(shí)功能的？

  我們想要得到高精度的導(dǎo)航定位結(jié)果，就需要對(duì)時(shí)間測(cè)量得很準(zhǔn)的設(shè)備，這個(gè)在衛(wèi)星上主要是通過(guò)星載原子鐘得到的，星載原子鐘包括氫原子鐘、銣鐘等設(shè)備，原子鐘的原理是：原子中的電子從一個(gè)能級(jí)躍遷到另一個(gè)能級(jí)的時(shí)候頻率很穩(wěn)定，以這個(gè)頻率作為鐘擺就能得到非常精準(zhǔn)的時(shí)間。

  這個(gè)時(shí)鐘能夠讓各個(gè)衛(wèi)星之間保持高精準(zhǔn)的時(shí)間同步，并且各自的時(shí)間起始時(shí)刻能夠?qū)Φ暮軠?zhǔn)?？紤]到用戶和衛(wèi)星的鐘差，所以通常至少需要四顆衛(wèi)星才能實(shí)現(xiàn)導(dǎo)航定位，而當(dāng)用戶解算出來(lái)自己和衛(wèi)星的鐘差之后就可以校正自己本地的時(shí)鐘，將其和衛(wèi)星的非常精準(zhǔn)的時(shí)鐘同步到同一個(gè)時(shí)刻，這個(gè)過(guò)程也叫做授時(shí)。

GPS授時(shí)系統(tǒng)：GPS授時(shí)系統(tǒng)在任意時(shí)刻能同時(shí)接收其視野范圍內(nèi)4~8顆衛(wèi)星的信號(hào)，其內(nèi)部硬件電路和軟件通過(guò)對(duì)接收到的信息進(jìn)行編碼和處理，能從中提取并輸出兩種時(shí)間信號(hào)：一個(gè)是間隔為1秒的同步脈沖信號(hào)1PPS，其脈沖前沿與UCT的同步誤差不超過(guò)1ns，二是包括在串口輸出信息中的UCT時(shí)間（年、月、日、時(shí)、分、秒），GPS授時(shí)系統(tǒng)是與1PPS脈沖想對(duì)應(yīng)的。一旦天線位置固定下來(lái)，GPS授時(shí)系統(tǒng)只需要接收一顆衛(wèi)星的信號(hào)變可維持其精密的時(shí)間輸出。

北斗授時(shí)系統(tǒng)：北斗授時(shí)系統(tǒng)類似于GPS授時(shí)系統(tǒng)，也是衛(wèi)星授時(shí)的一種，采用中國(guó)的北斗導(dǎo)航系統(tǒng)進(jìn)行高精度授時(shí)。北斗授時(shí)系統(tǒng)授時(shí)原理：北斗衛(wèi)星系統(tǒng)中的高精度原子鐘的準(zhǔn)確時(shí)間發(fā)送給北斗授時(shí)模塊，通過(guò)北斗授時(shí)系統(tǒng)的PPS（秒脈沖）輸出腳輸出給用戶使用，目前北斗授時(shí)系統(tǒng)的pps精度能達(dá)到10ns。

GPS授時(shí)源與北斗授時(shí)源運(yùn)行方式要求：

a)GPS授時(shí)源與北斗授時(shí)源都鎖定各自衛(wèi)星信號(hào)時(shí)，默認(rèn)北斗授時(shí)源為同步基準(zhǔn)源，且考慮GPS授時(shí)源與北斗授時(shí)源的初始狀態(tài)到此狀態(tài)的切換，有時(shí)差時(shí)采用步進(jìn)方式實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定輸出(例如初始狀態(tài)為GPS衛(wèi)星帶著運(yùn)行，輸出與天上衛(wèi)星時(shí)間有較大偏差)。

b)GPS授時(shí)源鎖定衛(wèi)星信號(hào)，北斗授時(shí)源沒(méi)有鎖定衛(wèi)星信號(hào)時(shí)，以GPS授時(shí)衛(wèi)星源為同步基準(zhǔn)源，且考慮GPS授時(shí)衛(wèi)星源與北斗授時(shí)衛(wèi)星源的初始狀態(tài)到此狀態(tài)的切換，有時(shí)間差時(shí)采用步進(jìn)方式實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定輸出。

c)GPS授時(shí)衛(wèi)星源沒(méi)有鎖定衛(wèi)星信號(hào)，北斗授時(shí)衛(wèi)星源鎖定衛(wèi)星信號(hào)時(shí)，以北斗源為同步基準(zhǔn)源，且考慮GPS源與北斗源的初始狀態(tài)到此狀態(tài)的切換，有時(shí)間差時(shí)采用步進(jìn)方式實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定輸出。

d)GPS授時(shí)衛(wèi)星源與北斗授時(shí)衛(wèi)星源都沒(méi)有鎖定衛(wèi)星信號(hào)時(shí)，默認(rèn)以北斗授時(shí)衛(wèi)星源所在守時(shí)時(shí)鐘源為同步基準(zhǔn)源，且考慮GPS衛(wèi)星源與北斗衛(wèi)星源的初始狀態(tài)到此狀態(tài)的切換，有時(shí)間差時(shí)采用步進(jìn)方式實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定輸出。

 常用的GPS/北斗授時(shí)系統(tǒng)的產(chǎn)品形式有板卡形式和整機(jī)形式：

GPS/北斗授時(shí)系統(tǒng)——板卡形式：

XBD611-XOCPCI-6U授時(shí)板卡

XBD620-GPS/北斗雙模PCIE授時(shí)板卡

XBD600 GPS北斗雙模-PCI授時(shí)卡

GPS/北斗授時(shí)系統(tǒng)整機(jī)形式：

XBD211-XO (GPS+北斗+恒溫晶振）NTP網(wǎng)絡(luò)時(shí)間服務(wù)器

XBD221(GPS+北斗+銣鐘+雙電源)時(shí)鐘服務(wù)器