Gps授時系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】一種GPS授時系統(tǒng)，包括GPS天線、GPS接收器、晶體振蕩器、計數(shù)器、1PPS產(chǎn)生器、CPU控制器、授時輸出模塊，GPS天線連接GPS接收器的輸入端，而GPS接收器的第Ⅰ輸出端連接到計數(shù)器的輸入端，計數(shù)器的第Ⅰ輸出端連接到1PPS產(chǎn)生器的輸入端，由1PPS產(chǎn)生器通過授時輸出模塊完成精確時間輸出，本實用新型所涉及的GPS授時系統(tǒng)，不依賴衛(wèi)星信號的時間，只是參考衛(wèi)星信號的時間，依靠晶體振蕩器產(chǎn)生時鐘信號，通過邊沿比較器比較和通過調(diào)整器不斷修正和縮小與衛(wèi)星信號的標(biāo)準(zhǔn)時間之間的偏差，最終得到精確的時間基準(zhǔn)，同時該系統(tǒng)配置的溫度傳感器還能克服溫度對時鐘基準(zhǔn)的影響。
【專利說明】GPS授時系統(tǒng)
[0001]【【技術(shù)領(lǐng)域】】
[0002]本實用新型涉及自動化系統(tǒng)中的計算機(jī)、控制裝置等進(jìn)行校時領(lǐng)域，尤其涉及GPS授時系統(tǒng)【技術(shù)領(lǐng)域】。
[0003]【【背景技術(shù)】】
[0004]GPS授時系統(tǒng)是針對自動化系統(tǒng)中的計算機(jī)、控制裝置等進(jìn)行校時的高科技產(chǎn)品，GPS授時產(chǎn)品從GPS衛(wèi)星上獲取標(biāo)準(zhǔn)的時間信號，將這些信息通過各種接口類型來傳送給自動化系統(tǒng)需要時間信息的設(shè)備(計算機(jī)、保護(hù)裝置、故障錄波器、事件順序記錄裝置、安全自動裝置)，這樣就可以達(dá)到整個系統(tǒng)的時間同步。
[0005]隨著計算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的飛速發(fā)展，自動化系統(tǒng)數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化的時代已經(jīng)到來。這一方面為各控制和信息系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)交換、分析和應(yīng)用提供了更好的平臺、另一方面對各種實時和歷史數(shù)據(jù)時間標(biāo)簽的準(zhǔn)確性也提出了更高的要求。
[0006]一個完整的GPS授時系統(tǒng)包括GPS天線、GPS接收器、晶體振蕩器、計數(shù)器、IPPS產(chǎn)生器(Pulse per second,即Ipps=IHz=I次/秒,GPS組合頻率標(biāo)準(zhǔn))、授時輸出等部分組成。市場上常見的GPS授時系統(tǒng)通過GPS天線接收GPS衛(wèi)星信號，輸入信號到GPS接收器的輸入端，而GPS接收器的輸出端連接到計數(shù)器的輸入端，計數(shù)器的輸出端連接到IPPS產(chǎn)生器的輸入端，由IPPS產(chǎn)生器通過授時輸出模塊完成精確時間輸出。其中采用晶體振蕩器來保證系統(tǒng)的精準(zhǔn)度，晶體振蕩器分別連接到計數(shù)器和IPPS產(chǎn)生器。一般授時輸出的IPPS信號經(jīng)常直接采用GPS模塊的IPPS信號輸出，缺點:1、系統(tǒng)授時的準(zhǔn)確度取決于GPS接收器的信號輸出，當(dāng)GPS接收 器由于衛(wèi)星信號劣化(如天氣原因等)造成IPPS準(zhǔn)確度下降甚至不可用時，整個授時系統(tǒng)的輸出準(zhǔn)確度將不能保證；2、當(dāng)衛(wèi)星信號不可用時，授時系統(tǒng)一般要求具備守時功能，即要求在衛(wèi)星信號缺失的狀態(tài)下在一定的時間內(nèi)保持一定的準(zhǔn)確度。普通的授時系統(tǒng)采用提高晶體振蕩器的精度來保持準(zhǔn)確度，這樣做的缺點是造價高昂，要采用恒溫晶振甚至是原子鐘才能達(dá)到設(shè)計要求，而且隨著時間的延長，晶體振蕩器本身具備的老化等會造成頻率發(fā)生變化、漂移等，會造成準(zhǔn)確度下降。
[0007]【
【發(fā)明內(nèi)容】
】
[0008]本實用新型針對以上情況提出了一種不依賴衛(wèi)星信號、具備超長時間守時功能、且保持其系統(tǒng)時間精度的GPS授時系統(tǒng)
[0009]本實用新型所涉及的GPS授時系統(tǒng)，包括GPS天線、GPS接收器、晶體振蕩器、計數(shù)器、IPPS產(chǎn)生器、CPU控制器、授時輸出模塊，GPS天線連接GPS接收器的輸入端，而GPS接收器的第I輸出端連接到計數(shù)器的輸入端，計數(shù)器的第I輸出端連接到IPPS產(chǎn)生器的輸入端，由IPPS產(chǎn)生器通過授時輸出模塊完成精確時間輸出，其特征在于，其中GPS接收器的第II輸出端連接到邊沿比較器的輸入端，IPPS產(chǎn)生器的第II輸出端連接到邊沿比較器，而邊沿比較器的輸出端連接到調(diào)整器的輸入端，而計數(shù)器的第II輸出端連接到調(diào)整器的輸入端；調(diào)整器的輸出端連接到CPU控制器的輸入端，而計數(shù)器的第III輸出端連接到CPU控制器的輸入端；而CPU控制器的第I輸出端連接到授時輸出模塊，而CPU控制器的第II輸出端連接到IPPS產(chǎn)生器的輸入端；[0010]該系統(tǒng)還包含一個溫度傳感器,該溫度傳感器的輸出端與CPU控制器的輸入端相連。
[0011]本實用新型所涉及的GPS授時系統(tǒng)，不依賴衛(wèi)星信號的時間，只是參考衛(wèi)星信號的時間，并依靠晶體振蕩器產(chǎn)生時鐘信號，通過邊沿比較器比較和通過調(diào)整器不斷修正和縮小與衛(wèi)星信號的標(biāo)準(zhǔn)時間之間的偏差，最終得到精確的時間基準(zhǔn)，同時該系統(tǒng)配置的溫度傳感器還能克服溫度對時鐘基準(zhǔn)的影響。
[0012]【【專利附圖】

【附圖說明】】
[0013]圖1是本實用新型所涉及的GPS授時系統(tǒng)現(xiàn)有技術(shù)示意圖；
[0014]圖2是本實用新型所涉及改進(jìn)后的GPS授時系統(tǒng)不意圖。
[0015]【【具體實施方式】】
[0016]下面將結(jié)合本實用新型附圖和【具體實施方式】對本實用新型進(jìn)行進(jìn)一步的詳細(xì)說明。
[0017]請參考圖2，其中示出GPS授時系統(tǒng)，包括GPS天線、GPS接收器、晶體振蕩器、計數(shù)器、IPPS產(chǎn)生器、CPU控制器、授時輸出模塊，GPS天線連接GPS接收器的輸入端，而GPS接收器的第I輸出端連接到計數(shù)器的輸入端，計數(shù)器的第I輸出端連接到IPPS產(chǎn)生器的輸入端，由IPPS產(chǎn)生器通過授時輸出模塊完成精確時間輸出，其中GPS接收器的第II輸出端連接到邊沿比較器的輸 入端，IPPS產(chǎn)生器的第II輸出端連接到邊沿比較器，而邊沿比較器的輸出端連接到調(diào)整器的輸入端，而計數(shù)器的第II輸出端連接到調(diào)整器的輸入端；調(diào)整器的輸出端連接到CPU控制器的輸入端，而計數(shù)器的第III輸出端連接到CPU控制器的輸入端；而CPU控制器的第I輸出端連接到授時輸出模塊，而CPU控制器的第II輸出端連接到IPPS產(chǎn)生器的輸入端；
[0018]該系統(tǒng)還包含一個溫度傳感器，該溫度傳感器的輸出端與CPU控制器的輸入端相連。
[0019]首先，IPPS產(chǎn)生器通過晶體振蕩器的時鐘信號產(chǎn)生IPPS信號，與GPS接收器的參考信號同時輸入到邊沿比較器，進(jìn)行邊沿比較，得到時間偏差，輸入到調(diào)整器，調(diào)整器根據(jù)偏差數(shù)據(jù)得到調(diào)整參數(shù)輸入到IPPS產(chǎn)生器，使得IPPS產(chǎn)生器輸出與參考信號之間的時間偏差變??；然后，重復(fù)上面的過程，最終使得IPPS產(chǎn)生器的輸出與GPS參考信號之間的偏差保持200ns內(nèi)，實現(xiàn)與參考信號之間的“同步”。
[0020]該通過GPS授時系統(tǒng)獲得精確時間基準(zhǔn)的方法，還包括溫度偏差校準(zhǔn)過程，利用準(zhǔn)確時間通過計數(shù)器測量晶體振蕩器的頻率偏差，同時測量溫度傳感器的溫度，記錄溫度變化對晶體振蕩器輸出的影響，制作溫度一頻率曲線；利用該曲線結(jié)合溫度傳感器，對精確時間基準(zhǔn)進(jìn)行校準(zhǔn)。
[0021]本實用新型所涉及的GPS授時系統(tǒng)，不依賴衛(wèi)星信號的時間，只是參考衛(wèi)星信號的時間，依靠晶體振蕩器產(chǎn)生時鐘信號，通過邊沿比較器比較和通過調(diào)整器不斷修正和縮小與衛(wèi)星信號的標(biāo)準(zhǔn)時間之間的偏差，最終得到精確的時間基準(zhǔn)，同時該系統(tǒng)配置的溫度傳感器還能克服溫度對時鐘基準(zhǔn)的影響。
[0022]以上所述，僅是本實用新型較佳實施例而已，并非對本實用新型作任何形式上的限制，雖然本實用新型以較佳實施例揭露如上，然而并非用以限定本實用新型，任何熟悉本專業(yè)的技術(shù)人員，在不脫離本實用新型技術(shù)方案范圍內(nèi)，當(dāng)可利用上述揭示的技術(shù)內(nèi)容做出些許變更或修飾為等同變化的等效實施例，但凡是未脫離本實用新型技術(shù)方案內(nèi)容，依據(jù)本實用新型技術(shù)是指對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均屬于本實用新型技術(shù)方案的范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種GPS授時系統(tǒng)，包括GPS天線、GPS接收器、晶體振蕩器、計數(shù)器、IPPS產(chǎn)生器、CPU控制器、授時輸出模塊，GPS天線連接GPS接收器的輸入端，而GPS接收器的第I輸出端連接到計數(shù)器的輸入端，計數(shù)器的第I輸出端連接到IPPS產(chǎn)生器的輸入端，由IPPS產(chǎn)生器通過授時輸出模塊完成精確時間輸出，其特征在于，其中GPS接收器的第II輸出端連接到邊沿比較器的輸入端，IPPS產(chǎn)生器的第II輸出端連接到邊沿比較器，而邊沿比較器的輸出端連接到調(diào)整器的輸入端，而計數(shù)器的第II輸出端連接到調(diào)整器的輸入端；調(diào)整器的輸出端連接到CPU控制器的輸入端，而計數(shù)器的第III輸出端連接到CPU控制器的輸入端；而CPU控制器的第I輸出端連接到授時輸出模塊，而CPU控制器的第II輸出端連接到IPPS產(chǎn)生器的輸入端。
2.據(jù)權(quán)利要求1所述GPS授時系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)還包含一個溫度傳感器，該溫度傳感器的輸出端與CPU控制器的輸入端相連。
【文檔編號】G04R40/00GK203812005SQ201420207047
【公開日】2014年9月3日 申請日期:2014年4月26日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月26日
【發(fā)明者】吳麗芳, 李克文, 高立克, 俞小勇, 祝文姬, 吳智丁, 吳劍豪, 歐世鋒, 胥鳴, 陳德波, 王繼業(yè), 張奇 申請人:廣西電網(wǎng)公司電力科學(xué)研究院, 深圳斯凱達(dá)控制技術(shù)有限公司