定位卫星定时系统

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1、定位卫星定时系统引言通信网络的各个节点，都要有一个“钟”，每个节点都要保持时钟的一致，否则就可能造成各种错乱的现象。电信网的钟技术手段保持同一个节拍，接收端和发送端节拍的一致，不至于在发送端开始发送信息时，接收端还没有调整好节奏就接受信息。广义地说，任何通信网都要保持同步。但是并非所有的通信网对时钟的要求都是极其严格。而对于吋钟要求严格的网络，必须有同步网做支撑。同步的实现，可以有几种方式。一种是取同步卫星或原子钟，石英钟等人的标准时间。另一种设备从传输线中提取时钟。高精度时间基准已经成为通信、电力、广播电视

2、、安防监控、工业控制等领域的基础保障平台之一。卫星导航定位系统可提供高精度、全天时、全天候的导航、定位和授时服务，授时性能优异；GPS时钟原理图高精度、低成本；安全可靠；全天候；覆盖范围广。1•全球四大GPS系统美国GPS：由美国国防部于20世纪70年代初开始设计、研制，于1993年全部建成。1994年，美国宣布在10年内向全世界免费提供GPS使用权，但美国只向外国提供低精度的卫星信号。据信该系统有美国设置的“后门”，一旦发生战争，美国可以关闭对某地区的信息服务。欧盟“伽利略”：1999年，欧洲提出计划，准备

3、发射30颗卫星，组成“伽利略”卫星定位系统。2009年该计划正式启动。俄罗斯“格洛纳斯”：尚未部署完毕。始于上世纪70年代，需要至少18颗卫星才能确保覆盖俄罗斯全境；如要提供全球定位服务，则需要24颗卫星。中国北斗卫星导航系统(BeiDou(COMPASS)NavigationSatelliteSystem):是中国正在实施的自主发展、独立运行的全球卫星导航系统。系统建设目标是：建成独立自主、开放兼容、技术先进、稳定可靠的覆盖全球的北斗卫星导航系统，促进卫星导航产业链形成，形成完善的国家卫星导航应用产业支撐、

4、推广和保障体系，推动卫星导航在国民经济社会各行业的广泛应用。北斗卫星导航系统由空间段、地面段和用户段三部分组成，空间段包括5颗静止轨道卫星和30颗非静止轨道卫星，地面段包括主控站、注入站和监测站等若干个地面站，用户段包括北斗用户终端以及与其他卫星导航系统兼容的终端。2003年我国北斗一号建成并开通运行，不同于GPS,“北斗”的指挥机和终端之间可以双向交流。去年5月12日四川大地震发生后，北京武警指挥中心和四川武警部队运用“北斗”进行了上百次交流。北斗二号系列卫星今年起将进入组网高峰期,预计在2015年形成由三

5、十几颗卫星组成的覆盖全球的系统。目前，北京时间1月17日零时12分，我国在西昌卫星发射中心用“长征三号丙”运载火箭，将第三颗“北斗”导航卫星成功送入预定轨道。2010年6月2日晚23时53分，中国在西吕卫星发射中心用“长征三号丙”运载火箭，将第四颗北斗导航卫星成功送入太空预定轨道。2010年8月1FI5时30分，我国在西昌卫星发射中心用“长征三号甲”运载火箭，成功将第五颗北斗导航卫星送入太空预定转移轨道。2010年11月1口零时26分，中国在西昌卫星发射中心用“长征三号丙”运载火箭，将第六颗北斗导航卫星成功送

6、入太空，这是中国今年连续发射的第4颗北斗导航系统组网卫星。2・GPS时钟GPS时钟也是基于最新型GPS高精度定位授时模块开发的基础型授时应用产品。能够按照用户需求输出符合规约的时间信息格式，从而完成同步授时服务。其主要原理是通过GPS或其他卫星导航系统的信号驯服晶振，从而实现高精度的频率和时间信号输出，是目前达到纳秒级授时精度和稳定度在1E12量级频率输出的最有效方式。每个GPS卫星上都有2~3个髙精度的原子钟，这儿块原子钟互为备份的同时，也互相纠正。另外地面的控制站会定期发送时钟信号，和每一颗卫星进行时钟校

7、准。这样的时钟系统堪称世界上最精准的了。不管什么同步通信系统，大家都接入GPS卫星信号，将其中的时钟信号解码，那大家就有了精准的同步时钟源了。■每颗卫星上装有四台原子钟■GPS时间受到美国海军天文台（USNO）的监测■地面主控站能以优于±5ns的精度，使GPS时间和世界协调时UTC之差保持在±lps以内•GPS卫星向用户播发自己的钟差、钟速和钟漂等参数GPS时钟的实现方法常规时蚀频率产生方法可以是晶体、帥蚀等。但晶体会老化，易受外界环境变化影响，长期的精度漂移影响；原子钟长期使用后也会产生偏差，需要定时校准。

8、而GPS系统由于其工作特性的需要，定期对自身吋钟系统进行修正，所以其自身吋钟系统长期稳定，具有对外界物理因素变化不敏感特性。晶体或御钟以GPS为长期参考，可以获得低成本、高性能的基准时钟。现有同步时钟的比较如表1所示。在网络正常工作状态下，GPS时钟具有与GPS主蚀相同的频率准确度；由于在某些特殊情况下GPS时钟信号会暂时消失，所以基于GPS的时钟模块一般需要另一个外部时钟作为后备输入，预留有外接吋