北斗授时介绍
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1.北斗授时工作机理在现代卫星导航系统中,为了保证系统中各个钟的精确同步,需要一个准确、稳定和可靠的时间参考,这通常是以系统中的部分钟或全部的钟为基础。
利用统计平均的方法建立一个系统时间来实现。
星上通常以原子钟为参考钟。
系统时间与UTC之间协调方法,需要考虑国际标准时间到系统时间传递的各个环节,是提高授时准确度中的最重要一环。
系统钟的同步方法,主要涉及到系统中各个钟的精确数据的收集方法和控制方法,要研究相对论效应对星载钟同步的影响,比对测量和钟驾驭方法的研究是时钟同步的基础。
系统授时方法,包括卫星电文中的与时间有关的信息的制定与产生,用户终端定时技术涉及到接收、比对及控制技术等。
对用户来说,北斗的授时精度主要由授时模块来提供,通常20ns,由秒脉冲同步来保证。
2.为何要时间同步对于一个进入信息社会的现代化大国,导航定位和授时系统是最重要、而且也是最关键的国家基础设施之一。
现代武器实(试)验、战争需要它保障,智能化交通运输系统的建立和数字化地球的实现需要它支持。
现代通信网和电力网建设也越来越增强了对精度时间和频率的依赖。
为了提高民用定位定时的性能和可靠性、安全性,利用这些卫星系统建立广域增强系统(Waas)美国、日本、欧洲和俄罗斯也在计划或研制之中。
这些系统导航定位的基本概念都是以精度时间测量为基础的。
正如有人所指出的那样,我们人类生活在余割四维的世界(x、y、z、t)其中一维就是时间,而另外三维的精度确定,就今天而言,没有精确的定时也是难以实现的。
单从授时出发,不难理解系统发播时间的精确控制是不可缺少的。
而对于导航定位,系统内部钟(星载钟和地面监测和控制台站的钟)的同步就极为关键。
没有原子钟的支持,没有钟同步和保持技术的支持,实现星基导航和定位是不可能的。
在完成精确时间的传递过程,需要对传播时延作精确修正,而这又需要知道用户的精确地理位置。
从以上分析可以看出,无论在系统概念、技术、装备或管理上,与其他通讯和卫星系统相比,导航定位卫星系统与高精度卫星授时系统有很好的兼容性和互补性,二者是相辅相成的。
北斗授时产品(GPS对时系统)是如何完成时间同步的?综述随着计算机网络的迅猛发展,网络应用已经非常普遍,众多领域的网络系统如电力、石化、金融业(证券、银行)、广电业(广播、电视)、交通业(火车、飞机)、军事(航天、航空)等需要在大范围保持计算机的时间同步和时间准确。
因此网络中有一个好的时钟服务器是非常必要的。
为了适应这些领域对于时间越来越精密的要求,安徽京准电子科技有限公司自行研制开发HR系列网络时钟服务器可满足不同用户对时间的苛求。
HR系列产品以NTP协议给各个网络设备提供精确的时间校对服务,独立于其他网络系统,可直接作为网络时钟服务器接入网络。
具有多种校时方式,使用方便。
HR系列不同型号,网络接口可以扩展无限多的10/100/1000M自适应以太网口。
用户需求某集团用户下设15个子公司(工厂),所有的子公司都已经连通了以太网,每个子公司内部又划分了若干个子网,所有的计算机数量总和超过了5000台。
现用户希望能够统一集团内所有的计算机时间都同步,授时误差要求在毫秒级,又因为保密的需要不能使用GPS,CDMA等精确时间源,初始时间由用户自己设定。
解决方案传统的解决方案是安装HR-906C/D 采用GPS作为标准时钟源,然后根据网络的结构和不同部门对时间的要求分别安装多台HR-906C/D时钟服务器。
在本案例中,应客户要求必须确保保密措施,所以不能采用外部时间接收装置,必须采用高稳定的恒温晶振产品自守时方式,即用户设置时间后,该时间自运行的精度等级要达到一定的水平,用户可以长期不干预时间的设置。
根据用户的强烈要求,需要定制产品,产品型号定为HR-901主时钟服务器,分别定制软件和硬件以满足用户需求。
由于用户的网络结构复杂,单台时钟服务器无法满足用户的需求,需要根据不同的情况在子公司级安装相应的时钟服务器来提供服务。
在各子公司安装的时钟服务器要解决时间与集团公司时钟服务器的同步问题。
该同步问题不建议人工干预,由子公司时钟服务器自动同步集团公司时钟服务器是最佳的方案。
北斗授时终端现状概述近些年来,北斗卫星导航系统的逐渐崛起使得北斗授时终端应时而生。
毫无疑问,北斗授时终端相关产业和方向的研究也必将会成为一大热门。
一、北斗授时终端简介授时技术一般来说主要包括短波授时、长波授时、网络授时和卫星授时。
其中卫星导航授时因为其具有精度高、覆盖范围广、全天时、全天候和设备成本低等诸多优点,越来越受到各类用户的青睐。
利用所接收导航信号解算的高精度时间信息综合实现了NTP、B码、PTP和串口等的高精度授时服务的设备即为授时终端。
电力、金融、电信是与国家安全和人民利益息息相关的重要领域,它们对时间系统的同步性往往都有着很高的要求。
之前我国在这些领域使用的都是美国GPS授时技术,不但受制于人,还存在着极大的安全隐患。
但是随着我国北斗卫星导航系统(BDS)和北斗授时技术的快速发展,北斗授时产品目前正在逐步替代着GPS授时产品。
二、北斗授时原理北斗授时根据其授时方式的不同,大致可以分为单向授时和双向授时两种。
1、单向授时单向授时是由授时终端接收卫星信号,解算出基本观测量信息和导航电文信息,进而获得钟差修正本地时间,使得本地时间与UTC同步。
当然,单向授时细分之下也可分为RNSS 单向授时与RDSS单向授时两种模式。
鉴于文章篇幅原因,这里不再赘述。
简单来说,单向授时是北斗授时终端可以自主实现的一种定时功能。
2、双向授时相对于单向授时而言,双向授时具有较高的授时精度。
首先,双向授时设备具备出站信号接收和应答发射入站信号的能力。
它通过与地面中心站进行往返测量,由中心站获得授时终端与地面中心站的时间差值。
这样它就可以避免授时终端天线位置误差、电离层/对流层改造残差等诸多不确定因素引起的单向授时偏差。
授时终端发起授时申请,与地面中心站进行交互,向地面中心站发送定时申请,地面中心站计算其与授时终端的时间差,并通过出站信号播发给该授时终端,授时终端返回的正向传播时延信息T正向及出站电文获得的RDSS系统时间与UTC时间差值∆T(GNT-UTC),修正本地时间使其与UTC时间同步完成双向授时。
北斗授时系统原理北斗授时系统是中国自主研发的全球卫星导航系统,它的授时功能是北斗系统的基本功能之一。
北斗授时系统的原理是利用卫星导航定位和钟差传播原理,通过北斗卫星提供的授时信号进行时间同步。
北斗授时系统利用了北斗卫星的导航定位信号,该信号由各个卫星以无线电波的形式广播到空中,并通过接收器接收到地面接收机。
接收机将接收到的导航定位信号进行处理,计算出接收机与卫星之间的距离差,并结合卫星的位置信息,通过三角定位原理计算出接收机的位置坐标。
在北斗授时系统中,授时信号是通过卫星导航信号广播到接收器的。
卫星上搭载高精度原子钟,它的稳定性和准确性能够满足时间同步的需求。
卫星将原子钟的时间信息以与导航定位信号相分离的方式进行广播。
接收器接收到授时信号后,将其与接收到的导航定位信号进行对比,计算出信号传播的时间差,从而得到接收机当前的时间。
授时信号的传播过程受到大气等环境因素的影响,因此需要进行误差校正。
北斗授时系统中,采用了差分授时的方法进行误差校正。
差分授时是以参考站的时间为准,通过与参考站的比对来校正接收机的时间。
参考站位于已知位置,并且配备有高精度的原子钟,可以提供准确的时间信息。
接收器与参考站进行通信,将接收到的授时信号与参考站的时间进行比对,计算出二者之间的时间差,并通过校正算法对接收器的时间进行校正。
通过北斗授时系统,可以实现广域的时间同步功能。
北斗卫星以多颗星座布局在不同的轨道上,覆盖范围广阔,可以提供全球性的北斗导航服务。
授时信号的广播范围与导航信号保持一致,因此可以实现全球范围内的时间同步。
北斗授时系统具有高精度、高稳定性的特点,可以满足各种领域的时间同步需求。
总之,北斗授时系统是利用北斗卫星导航定位信号和授时信号进行时间同步的系统。
它通过卫星导航定位信号计算接收机的位置,利用授时信号与参考站的时间进行差分校正,实现时间同步功能。
北斗授时系统具有全球覆盖范围和高精度的特点,可以应用于多个领域,满足各种时间同步需求。
“北斗一号”卫星导航系统授时技术简介一、概述随着信息传输和信息安全需求的增加,卫星导航和授时在通信、电力、控制等工业领域和国防领域有着广泛和重要的应用。
GPS导航和授时已经在多个领域得到广泛的应用,但是由于受美国各种限制,所以在通讯和电力的一些特殊领域,出于对信息安全性考虑,诸多用户逐渐采用我国自主研发的“北斗一号”系统用于导航和授时。
2007年4月14日,我国成功发射了第一颗“北斗二号”导航卫星。
2009年4月15日零时16分,我国在西昌卫星发射中心用“长征三号丙”运载火箭,成功将第二颗北斗导航卫星送入预定轨道。
这次发射的北斗导航卫星(COMPASS-G2),是中国北斗卫星导航系统(COMPASS,中文音译名称Bei Dou)建设计划中的第二颗组网卫星,是地球同步静止轨道卫星。
目前,北斗系统还属于区域性导航系统,其覆盖范围东经约70°一140°,北纬5°一55°。
北斗卫星导航定位系统的基本工作原理是“双星定位”:以2颗在轨卫星的已知坐标为圆心,各以测定的卫星至用户终端的距离为半径,形成2个球面,用户终端将位于这2个球面交线的圆弧上。
地面中心站配有电子高程地图,提供一个以地心为球心、以球心至地球表面高度为半径的非均匀球面。
用数学方法求解圆弧与地球表面的交点即可获得用户的位置。
由于在定位时需要用户终端向定位卫星发送定位信号,由信号到达定位卫星时间的差值计算用户位置,所以被称为“有源定位”。
对于有源定位的北斗系统,其主要功能如下:1、短报文通信:一次可传送多达120个汉字的信息。
2、精密授时:精度达20纳秒。
3、定位精度:水平精度100米(1σ),设立标校站之后为20米(类似差分状态)。
下行频率:2492MHz,上行频率:1610-1626.5MHz。
4、系统容量:每小时540000户,需要用户申请ID身份识别卡。
二、授时原理授时即通过某种方式获得本地时间与“北斗一号”系统的标准时间(或UTC时间)的钟差,然后调整本地时钟,使其精度控制在一定的范围之内。
1、设备简介定时型用户机设计目标定位于车载或固定应用,为其提供高可靠、高精度的各类时间码信号。
图1 定时型用户机定时型用户机具备多种形式的高精度授时时频信号输出,包括1PPS、串口、IRIG-B、NTP、PTP等;可在前面板显示时间以及状态信息,并可通过前面板的按键输入配置信息,如位置、零值等。
定时型用户机已经广泛应用于地面站站间时间同步、车载系统授时与同步、船载系统授时与同步、机载系统授时与同步等。
定时型用户机由天线、主机两部分组成,其中主机部分采用标准插卡式1U 上架机箱,机箱背面共配置6个插槽,最多可安装6张插卡;由于采用统一的公用母版总线,因此这6张插卡可占用任意槽位;6张插卡为:接收机卡、时钟输出卡、NTP与网管卡、PTP卡、B码卡、串口卡。
2、主要功能(1)接收卫星导航系统RNSS B3信号,具有授时和定位功能;(2)利用卫星授时信号对本地铷钟驯服功能;(3)具有标准10MHz、1PPS信号输出功能;(4)具有NTP时间服务功能;(5)具有B码时间服务功能;(6)具有串口时间服务功能;(7)具有PTP时间服务功能。
3、主要指标(1)驯服指标守时能力:优于1us/24小时(2)接收机卡指标定时精度:≤50ns(95%)(3)NTP卡指标授时精度优于30ms(4)B码卡指标同步误差小于200ns(5)时频输出卡指标定时准确度(绝对值)≤50ns(6)PTP卡指标点对点授时精度优于200ns(主从模式,从节点也必须配置硬件PTP板卡)(7)串口卡指标接口形式:DB9-F,RS232,波特率可设报文帧头与秒脉冲(1pps)的前沿对齐,偏差小于1us(8)电源要求交流工作电压:200-240V AC,50-60Hz(9)温度工作温度:-20℃—55℃存储温度:-50℃—70℃(10)温热湿度:95%,无冷凝湿热:应能承受GJB150.9A-2009规定的湿热试验(11)冲击震动满足GJB2242-94《时统设备通用规范》3.8.5和3.8.6的规定(12)电磁兼容满足GJB2242-94《时统设备通用规范》3.9.1要求4、应用模式定时型用户机具有授时工作模式和守时工作模式,这两种工作模式可以根据可见卫星状况自动切换。
北斗卫星授时方案简介1 概述1.1 北斗系统介绍“BD一号”系统是我国自行研制和建立的一种区域卫星导航定位通信系统,又称:“双星定位”系统或“BD一号”系统。
主要是利用两颗地球同步卫星来测量地球表面和空中的各种用户的位置,并同时兼有双向报文通信和定时授时的功能。
该系统集测量技术、定位技术、数字通信和扩频技术为一体,是一种全天候的覆盖我国及周边国家和地区的区域性卫星导航、定位、通信系统。
随着2003年5月25日“BD一号”系统的第3颗卫星成功发射升空,将进一步完善“BD一号”系统工作的稳定性和可靠性。
1.2 卫星授时对于一个进入信息社会的现代化大国,导航定位和授时系统是最重要、而且也是最关键的国家基础设施之一。
现代武器实(试)验、战争需要它保障,智能化交通运输系统的建立和数字化地球的实现需要它支持。
现代通信网和电力网建设也越来越增强了对精度时间和频率的依赖。
从建立一个现代化国家的大系统工程总体考虑,导航定位和授时系统应该说是基础的基础。
它对整体社会的支撑几乎是全方位的,星基导航和授时是未发展的必然趋势。
美国投入巨资建成了全球定位系统(GPS),俄罗斯也使自己的全球导航卫星系统(GLONASS)投入了运行。
欧盟一些国家也正在联合开展伽利略(Galileo)卫星导航系统的研制。
为了提高民用定位定时的性能和可靠性、安全性,利用这些卫星系统建立广域增强系统(Waas)在美国、日本、欧洲和俄罗斯也在计划或研制之中。
“北斗”无源授时型接收机仅接收“北斗”卫星信号,在注入用户当前的地理位置后便可以实现精确的授时和守时。
该产品已经过信息产业部通信计量中心的鉴定测试,鉴定测试时应用铯钟作为时间基准,鉴定测试结果表明“其北斗无源授时型接收机在天线位置精度为10m 的条件下,经过23个小时的连续测试,输出的秒脉冲定时偏差小于22.54ns。
同时,该无源授时型接收机已应用于几个单位的产品中,另外,无源授时型接收机也可以广泛的应用于如:通信、电力、交通运输、港口管理、水力监控、海洋作业,海上缉私和抢险救灾等民用部门和行业中。
北斗授时系列产品解决方案一、背景介绍北斗导航卫星系统是中国自主研发的全球卫星导航定位系统,具有全天候、全天时、全球覆盖的特点。
北斗系统不仅可以提供精确定位和导航服务,还可以提供高精度的时间信号,即北斗授时。
北斗授时在许多领域有广泛的应用,如金融、通信、电力、交通等。
为了满足市场需求,我们提供了一系列的北斗授时产品解决方案,以匡助客户实现高精度的时间同步。
二、解决方案介绍1.北斗授时接收器北斗授时接收器是我们提供的核心产品之一。
该接收器能够接收北斗卫星发射的时间信号,并将其转化为标准的时间格式输出。
接收器具有高灵敏度、高稳定性和高精度的特点,能够在各种复杂的环境中正常工作。
同时,接收器还支持多种接口,如RS232、RS485、Ethernet等,方便与其他设备进行数据交互。
2.北斗授时服务器北斗授时服务器是将北斗授时接收器与网络技术相结合的产品。
该服务器能够接收多个北斗授时接收器的时间信号,并通过网络将时间信号分发给其他设备。
服务器具有高性能的处理能力和稳定的数据传输能力,能够满足大规模的时间同步需求。
同时,服务器还支持多种时间同步协议,如NTP、PTP等,以适应不同的应用场景。
3.北斗授时终端北斗授时终端是我们提供的一种便携式设备,用于实现个人或者小范围内的时间同步。
终端具有小巧轻便的特点,携带方便。
用户只需将终端与北斗卫星建立连接,即可获取高精度的时间信号。
终端还支持蓝牙和Wi-Fi等无线通信方式,方便与其他设备进行数据交互。
4.北斗授时应用软件为了更好地满足客户的需求,我们还提供了一套北斗授时应用软件。
该软件能够实时监测北斗授时产品的工作状态,并提供相应的管理和配置功能。
用户可以通过软件对北斗授时产品进行灵便的控制和调整,以满足不同场景下的时间同步需求。
三、解决方案优势1.高精度:北斗授时产品具有高精度的特点,能够满足各种精确时间同步的需求。
2.稳定性:北斗授时产品采用先进的技术和材料,具有高稳定性,能够在各种复杂环境下正常工作。
最强中国北斗芯每三百万年差一秒铷钟授时应用在哪?现代社会的许多方面都对高精度授时提出了应用需求,如电网运行、移动通信、高速数字通信、金融计算机网络安全,数字化广播电视网—电信网—计算机网络三网融合、航空航天、卫星发射及监控、军用通信网络、预警雷达网、多兵种武器协同作战、智能化交通、地质、测绘、导航、气象、科学计量、减震救灾和国家安全等。
我们先了解下北斗授时北斗卫星授时可以提供全天候、全球性、高效快速、高精度的标准时间信息,而且噪音干扰等极小。
但面对GPS授时技术,设备占领我国90%以上的卫星授时用户市场,我国自主研发的北斗卫星导航系统及授时应用担负着重大使命。
北斗系统时钟通过星载高精度原子钟和UTC时间同步,地面用户北斗接收机接收到来自卫星的时钟信号后,即可完成高精度时间的传递,满足日常生活中的各种时间需求。
其具体的授时方式,一般有单站法(几个卫星对一个UTC)、单星共视法(一个卫星对多个UTC)、多星共视法等(多个卫星对多个UTC)。
单站法授时简单,设备需求量少,授时精度为50纳秒,多用于对精度要求不高的场景。
单星共视法和差分信号差不多,能够抵消多项共模传输误差,可以达到20纳秒的精度。
多星共视法类似于单星共视法,也可以抵消多项共模误差,定时精度为5纳秒。
目前,应用于通信、电力、金融行业的高精度授时主要采用第三种方式,实现区域、铁道站点高精度的时间同步。
电信网同步与移动通信无线通信系统属于基站同步系统,基站建无线信道的帧同步及基站切换、漫游都需要精确的时间控制。
当基站时钟精度误差超过限定的纳秒级,会导致基站间用户切换失败,出现打电话掉线、通话质量下降、串线等。
当基站时钟精度在规定时间内没有恢复,基站会退出服务导致基站内的用户服务中断,手机掉线,这就是我们为什么部分地区一上午都没有网络,而移动公司说“升级”的原因。
可见,一个可靠和高精度的时钟源对移动通信来说,非常重要。
目前,大部分的通信采用GPS 作为基站同步时钟,但是由于受美国限制,存在自主性差、安全性低的问题,同时由于系统没有备份,可能导致GPS工作异常时,通信质量受到影响,为保证满足自主5G无线通信系统对时间同步的要求与国际安全需要,现在的4G\5G中加入北斗授时技术来解决GPS在不可用的情况下网络通信系统授时同步问题。
北斗授时系列产品解决方案一、背景介绍北斗卫星导航系统是中国自主研发的全球卫星导航系统,具有高精度、高可靠性和高安全性的特点。
北斗授时系列产品是基于北斗卫星导航系统的时间服务产品,可广泛应用于各个领域,如金融、电力、通信、交通等。
本文将详细介绍北斗授时系列产品的解决方案。
二、解决方案概述北斗授时系列产品解决方案旨在提供高精度的时间服务,确保各个领域的设备和系统具备准确的时间同步能力。
解决方案主要包括以下几个方面:1.北斗授时设备为了实现时间同步,需要使用北斗授时设备。
这些设备可以通过北斗卫星接收时间信号,并将时间信号传递给需要同步时间的设备和系统。
北斗授时设备具有高灵敏度、高稳定性和高可靠性的特点,能够在各种环境下提供准确的时间服务。
2.北斗授时协议为了确保各个设备和系统能够正确解析和使用北斗授时信号,需要制定统一的北斗授时协议。
该协议规定了北斗授时信号的格式、传输方式和解析方法,确保各个设备和系统之间的时间同步能够顺利进行。
3.北斗授时服务平台为了方便用户管理和监控北斗授时设备,需要建立一个北斗授时服务平台。
该平台可以实时监测北斗授时设备的工作状态、时间同步情况和故障报警信息,并提供远程配置和管理功能,方便用户对北斗授时设备进行管理和维护。
4.应用接口和开发工具为了方便各个应用系统集成北斗授时功能,需要提供相应的应用接口和开发工具。
这些接口和工具可以帮助开发人员快速集成北斗授时功能,实现时间同步和数据交换,从而提高系统的可靠性和性能。
三、解决方案优势北斗授时系列产品解决方案具有以下优势:1.高精度:北斗授时设备采用高精度的时钟芯片和信号处理技术,能够提供纳秒级的时间同步精度,满足各个领域对时间同步精度的要求。
2.高可靠性:北斗授时设备具有高灵敏度和高稳定性,能够在复杂的环境下正常工作,并提供稳定可靠的时间服务。
3.高安全性:北斗授时协议采用加密算法和身份验证机制,确保北斗授时信号的安全性,防止恶意攻击和数据篡改。
北斗卫星授时系统在潍坊市国土资源局投入使用2016年11月,我公司自主研发生产的北斗卫星授时系统在潍坊市国土资源局投入使用。
北斗卫星授时系统简介NTP提供准确时间,首先要有准确的时间来源,这一时间应该是国际标准时间UTC。
NTP获得UTC的时间来源可以是原子钟、天文台、卫星,也可以从Internet上获取。
这样就有了准确而可靠的时间源。
时间按NTP服务器的等级传播。
按照离外部UTC源的远近将所有服务器归入不同的Stratum(层)中。
Stratum-1在顶层,有外部UTC接入,而Stratum-2则从Stratum-1获取时间,Stratum-3从Stratum-2获取时间,以此类推,但Stratum层的总数限制在15以内。
所有这些服务器在逻辑上形成阶梯式的架构相互连接,而Stratum-1的时间服务器是整个系统的基础。
计算机主机一般同多个时间服务器连接,利用统计学的算法过滤来自不同服务器的时间,以选择最佳的路径和来源来校正主机时间。
即使主机在长时间无法与某一时间服务器相联系的情况下,NTP服务依然有效运转。
计算机主机一般同多个时间服务器连接,利用统计学的算法过滤来自不同服务器的时间,以选择最佳的路径和来源来校正主机时间。
即使主机在长时间无法与某一时间服务器相联系的情况下,NTP服务依然有效运转。
NTP时间服务器采用SMT表面贴装技术生产,大规模集成电路设计,以高速芯片进行控制,具有精度高、稳定性好、功能强、无积累误差、不受地域气候等环境条件限制、性价比高、操作简单等特点,全自动智能化运行,免操作维护,适合无人值守且广泛应用于电力、金融、通信、交通、广电、石化、冶金、国防、教育、IT、公共服务设施等各个领域。
NTP的设计充分考虑了互联网上时间同步的复杂性。
NTP提供的机制严格、实用、有效,适应于在各种规模、速度和连接通路情况的互联网环境下工作。
NTP以GPS时间代码传送的时间消息为参考标准,采用了Client/Server结构,具有相当高的灵活性,可以适应各种互联网环境。
北斗授时最大时间误差概述说明以及解释1. 引言1.1 概述北斗授时技术是指利用中国自主研发的北斗导航卫星系统进行时间同步和授时的技术。
这项技术在各个领域具有广泛的应用,如交通运输、金融支付系统以及科学研究等。
但随着授时精度要求的提高,人们对于北斗授时技术的最大时间误差也提出了更高的要求。
1.2 文章结构本文将从以下几个方面阐述北斗授时最大时间误差的概述、分析与解释。
首先介绍北斗授时技术的背景和原理,然后详细讨论时间误差的来源和影响因素。
接着,通过数据分析方法与标准化评估指标,对北斗授时技术的最大时间误差进行评估与分析。
此外,我们还将探讨不同领域中时间误差带来的影响,并提出解决方案。
最后,总结归纳时间误差相关内容,讨论北斗授时技术的优势与局限性,并提出未来发展方向及改进建议。
1.3 目的本文旨在全面了解北斗授时技术的最大时间误差问题,并对时间误差的来源进行深入分析。
通过评估和探讨不同领域中时间误差带来的影响,为解决这一问题提供可行的解决方案。
同时,对北斗授时技术的优势与局限性进行评估,并提出未来发展方向及改进建议,以期为相关研究和实践提供有益参考。
2. 北斗授时技术2.1 背景介绍北斗授时技术是指利用中国的北斗导航卫星系统进行时间同步的一种技术。
北斗导航卫星系统是我国自主研发的卫星定位与导航系统,具备全球覆盖能力。
除了提供精准的位置信息外,北斗系统还能够通过广播信号传输时间信息,实现对用户终端设备的时间同步。
2.2 原理解析北斗授时技术的原理基于卫星与用户终端之间的通信。
首先,北斗卫星上搭载高精度的原子钟设备,确保卫星本身具有高准确度的时间标准。
然后,卫星通过广播信号向用户终端发送时间信息。
用户终端接收到广播信号后,利用内部设备对接收到的信号进行处理,并根据卫星发射信号与接收信号之间所需的时间差来计算出授时误差。
2.3 授时过程北斗授时技术中包括以下几个主要步骤:(1)用户终端接收广播信号:用户终端通过天线接收到由北斗卫星发送的广播信号。
北斗授时终端的分类1.引言1.1 概述概述部分的内容可以围绕以下几个方面展开:北斗导航卫星系统是中国自主研发的卫星导航系统,旨在提供全球定位、导航和授时服务。
而北斗授时终端则是利用北斗卫星系统提供的授时服务的设备。
北斗授时终端主要用于各个领域的时间同步需求,如电力、金融、交通、通信等。
它通过接收北斗系统传输的时间信号,对本地时间进行校正和同步,以实现高精度的时间统一。
北斗授时终端的分类可以根据其功能和应用领域进行划分。
一般来说,可以将北斗授时终端分为以下几类:1. 标准授时终端:这类终端主要用于对时间同步精度要求较高的应用场景,如金融交易系统、科学研究等。
标准授时终端通常具有较高的时间同步精度和稳定性,能够满足对精确时间的需求。
2. 普通授时终端:这类终端主要用于一般的时间同步需求,如办公自动化系统、智能设备等。
普通授时终端具有较为普遍的时间同步精度,能够满足一般应用场景对时间同步的需求。
除了根据功能和应用领域的划分,北斗授时终端还可以按照其形态进行分类。
目前市场上常见的北斗授时终端形态主要包括手持式、固定式和嵌入式等。
不同形态的授时终端适用于不同的场景和需求,用户可根据实际应用情况选择合适的形态。
总之,北斗授时终端作为利用北斗卫星系统提供的授时服务的设备,在各个领域中具有重要的应用价值和意义。
通过对北斗授时终端的分类和理解,可以更好地选择和应用适合自身需求的授时终端,提高时间同步精度和应用效果。
现在我们将进一步探讨北斗授时终端的基本原理以及具体的分类。
1.2 文章结构文章结构是指文章的组织框架和排列顺序。
本文按照以下顺序展开:1. 引言:介绍北斗授时终端的基本背景和研究意义。
包括北斗导航系统的概述,以及为什么有必要对北斗授时终端进行分类研究。
2. 正文:2.1 北斗授时终端的基本原理:介绍北斗授时终端的工作原理和基本概念。
包括接收北斗卫星信号、解算时间信息以及将时间信息输出给用户等过程。
2.2 北斗授时终端的分类:详细介绍北斗授时终端根据不同的特点和用途进行的分类。
北斗授时装置概述一、北斗授时装置(GPS集中授时系统,GPS时间接收装置,北斗网络校时服务器)概述K系列北斗授时装置是为电力系统的自动化提供高精度时间基准的时钟同步设备。
该设备以GPS北斗导航卫星为时间基准,时间同步精度20ns,它选用GPS北斗接收机部件进行二次研制开发而成。
它可以同时跟踪视场内的24颗GPS北斗卫星,自动选择佳星座进行定时,输出与世界协调时时间同步精度20ns的秒脉冲,按照一定格式经串行口输出日期、时间,供电力系统需要时间尺度的各种自动化装置使用。
本设备采用单片机控制,软硬件结合的技术设计,充分利用接收组件的潜力。
因此系统具有可靠性高,功能多,精度高,性价比好和操作方便等特点,可以满足电力系统时间同步要求。
它的使用推广,将促进和提高电力系统的事故分析,故障测距和继电保护等自动化技术的发展。
同时,本设备内嵌NTP-SERVER服务,以NTP/SNTP协议同步网络中的计算机、服务器、DVR、控制器等设备,实现网络时间统一。
北斗授时装置采用模块化设计,支持TOD、IRIG-B、PPS、PPM、PPH、PPD、NTP、PTP和报文等多种时间信号输出。
根据信号输出电平特性或类型的不同,分成TTL、RS422/485、空接点、RS232、交流B码、NTP、DCF77和光纤等八种信号输出卡板,可满足当前用户的各种需求。
北斗授时装置主要功能1.可显示和输出北京时间、协调世界时(UTC)及其它任何时区时、分、秒、毫秒。
2.可采用空接点方式、有源方式及差分方式输出可编程秒脉冲(1PPS)、分脉冲(1PPM)及任意时间间隔同步脉冲信号,实现精度极高的同步校时。
3.IRIG-B码输出具有调制、非调制、差分及空接点方式,可与各种进口设备驳接校时。
4.内嵌NTP-SERVER服务,以NTP/SNTP协议同步网络中的计算机、服务器、DVR、控制器等设备,实现网络时间统一。
5.具有失电和卫星失锁两组故障报警输出。
北斗授时系列产品解决方案一、引言北斗授时系列产品解决方案旨在为用户提供高精度、高可靠的时间同步服务。
本文将详细介绍北斗授时系列产品的特点、应用场景以及技术实现方案。
二、产品特点1. 高精度:北斗授时系列产品采用先进的时间同步技术,能够实现微秒级的时间同步精度,满足各类精密应用的需求。
2. 高可靠:采用北斗卫星系统作为时间源,具有全球覆盖、抗干扰能力强等特点,能够在各种恶劣环境下提供可靠的时间同步服务。
3. 大容量:支持同时为多个用户提供时间同步服务,能够满足大规模应用场景的需求。
4. 灵活可扩展:北斗授时系列产品支持多种接入方式,包括有线接入和无线接入,同时支持多种接口标准,方便与用户现有系统集成。
三、应用场景1. 金融领域:金融交易对时间同步精度要求非常高,北斗授时系列产品可以为金融机构提供高精度的时间同步服务,确保交易的准确性和公平性。
2. 电力系统:电力系统对时间同步的要求主要体现在电力调度、监控与保护等方面,北斗授时系列产品可以为电力系统提供高可靠的时间同步服务,确保电力系统的稳定运行。
3. 物联网应用:物联网应用中的设备通常需要进行时间同步,以实现协同工作和数据一致性。
北斗授时系列产品可以为物联网设备提供灵活可靠的时间同步服务。
4. 交通运输:交通运输领域对时间同步的要求主要体现在车辆定位、交通信号控制等方面,北斗授时系列产品可以为交通运输系统提供高精度的时间同步服务,提升交通运输的效率和安全性。
四、技术实现方案1. 接入网关:用户可以通过有线或无线方式将北斗授时系列产品接入到自己的网络中,接入网关负责接收北斗卫星系统的时间信号,并将时间信号转发给用户设备。
2. 时间同步协议:北斗授时系列产品采用统一的时间同步协议,确保不同设备之间的时间同步精度和一致性。
3. 时间同步服务器:时间同步服务器负责管理用户设备的时间同步,包括时间校准、时间分发等功能。
时间同步服务器可以部署在用户自己的网络中,也可以通过云服务提供商进行部署。
卫星授时介绍
1 概述
1.1 北斗系统介绍
“BD一号”系统是我国自行研制和建立的一种区域卫星导航定位通信系统,又称:“双星定位”系统或“BD一号”系统。
主要是利用两颗地球同步卫星来测量地球表面和空中的各种用户的位置,并同时兼有双向报文通信和定时授时的功能。
该系统集测量技术、定位技术、数字通信和扩频技术为一体,是一种全天候的覆盖我国及周边国家和地区的区域性卫星导航、定位、通信系统。
随着2003年5月25日“BD一号”系统的第3颗卫星成功发射升空,将进一步完善“BD一号”系统工作的稳定性和可靠性。
“BD一号”系统主要由一个地面中心站、两颗地球同步卫星(目前3颗)、若干个专用测轨站和标校站,以及成千上万个各类用户机等部分组成。
用户机是“BD一号”卫星导航定位通信系统的应用终端,可以应用于各种不同的载体之中。
按应用的载体不同,用户机可以分为:手持(单兵携带)型、车载型、舰载型、机载型和弹载型等;按用途不同又分为指挥型、定位型、授时型、信息接收型和组合功能型等。
与GPS、GLONASS卫星导航定位系统相比,具有我国自主知识产权的“BD一号”系统在国防军事领域的部队作战、训练、科研、武器装备等方面,在公安、武警和民用交通运输、地质、科考、探险、地形测绘等领域中将具有更加广泛和深入的应用前景,该系统的建立和应用不仅会对我国国防现代化建设和国民经济建设作出重大的贡献,而且对国民经济的发展也会带来巨大的社会经济效益。
1.2 工作原理概述
“BD一号”系统的工作原理是“三球交会测量原理”,即: 以位置已知的两颗地球同步卫星为两个球心,以它们分别到用户的距离(要完成的测量量)为半径可以作两个球面;以地球的球心为中心,以地球的半径加上用户的高程为半径作出第三个球面,三个球面的交会点排除其镜象点即为用户的位置。
“BD一号”系统的定位工作过程是: 首先由地面中心站向两颗地球同步卫星发送确定格式的询问信号,两颗地球同步卫星将询问信号广播转发给服务区域内的各种用户机。
当用户机接收到一颗地球同步卫星转发的信号以后,自动搜索、捕获和稳定跟踪
该卫星信号。
经过一定的信息处理和时延后,再按确定的格式同时向两颗地球同步卫星播发自己的应答信号。
两颗地球同步卫星将其应答信号转发到地面中心站。
地面中心站接收到该应答信号以后,测量整个应答信号的往返总时延,并根据地面中心站至两颗同步卫星的距离、用户机的高度等数据信息,解算出该用户机(即载体)在地球表面或空中的当前位置。
再由地面中心站经过地球同步卫星把该位置信息传送给用户机,在用户机的显示器上显示其当前地理坐标位置,完成了用户机的单收双发定位工作模式。
如果用户机同时接收到两颗地球同步卫星的信号,并测量出两个询问信号的时差后,将该时差通过一颗地球同步卫星转发给地面中心站,地面中心站的计算机根据该时差值就可以解算出用户机(即载体)在地球表面或空中的当前位置,并发送给用户机,完成了双收单发的定位工作模式。
地面中心站发送广播询问信号的同时也可以传送通信电文。
用户机可以通过自己的应答信号向地面中心站传送需要发送的通信信息,因而该系统具备双向通信功能。
地面中心站所发送的广播询问信号中还可以发播标准时间信号,用户机应用这些信号可以进行校时,所以该系统还具有授时的功能。
1.3 卫星授时
对于一个进入信息社会的现代化大国,导航定位和授时系统是最重要、而且也是最关键的国家基础设施之一。
现代武器实(试)验、战争需要它保障,智能化交通运输系统的建立和数字化地球的实现需要它支持。
现代通信网和电力网建设也越来越增强了对精度时间和频率的依赖。
从建立一个现代化国家的大系统工程总体考虑,导航定位和授时系统应该说是基础的基础。
它对整体社会的支撑几乎是全方位的,星基导航和授时是未发展的必然趋势。
美国投入巨资建成了全球定位系统(GPS),俄罗斯也使自己的全球导航卫星系统(GLONASS)投入了运行。
欧盟一些国家也正在联合开展伽利略(Galileo)卫星导航系统的研制。
为了提高民用定位定时的性能和可靠性、安全性,利用这些卫星系统建立广域增强系统(Waas)在美国、日本、欧洲和俄罗斯也在计划或研制之中。
这些系统导航定位的基本概念都是以精度时间测量为基础的。
正如有人所指出的那样,我们人类生活在余割四维的世界(x、y、z、t)其中一维就是时间,而另外三维的精度确定,就今天而言,没有精确的定时也是难以实现的。
单从授时出发,不难理解系统发播时间的精确控制是不可缺少的。
而对于导航定位,系统内部钟(星载钟和地面监测和控制台站的钟)的同步就极为关键。
没有原子钟的支持,没有钟同步和保持技术的支持,实现星基导航和定位是不可能的。
在完成精确时间的传递过程,需要对传播时延作精确修正,而这又需要知道用户的精确地理位置。
从以上分析可以看出,无论在系统概念、技术、装备或管理上,与其他通讯和卫星系统相比,导航定位卫星系统与高精度卫星授时系统有很好的兼容性和互补性,二者是相辅相成的。
从资源共享和合理利用出发,先进的卫星系统应该成为一个导航授时一体化的高精度星基四维(x、y、z、t)信息源,就像目前已投入工作的GPS、Glonass 和正在研制中的Galileo以及各种Waas系统中,无不把其授时功能提到仅次于导航定位的重要地位。
以便满足个行各业对精度时间和频率日益增长的需求。
面对国际上风云变幻的局势,作为一个独立自主的大国,建立我们自己的星基的导航定位和授时系统无论对于保障国民经济的日常运作或国家安全都至关重要,正如中国科学院院长路甬祥指出的那样,我们应该有“中国的GPS”。
为了发展我国自主的导航卫星技术,我国从80年代即开始研究研制定位技术,随着2003年5月25日“BD 一号”系统的第3颗卫星成功发射升空,标志着我国独立自主的卫星定位技术以及逐步完善。
“北斗”无源授时型接收机仅接收“北斗”卫星信号,在注入用户当前的地理位置后便可以实现精确的授时和守时。
该产品已经过信息产业部通信计量中心的鉴定测试,鉴定测试时应用铯钟作为时间基准,鉴定测试结果表明“其北斗无源授时型接收机在天线位置精度为10m的条件下,经过23个小时的连续测试,输出的秒脉冲定时偏差小于22.54ns。
同时,该无源授时型接收机已应用于几个单位的产品中,另外,无源授时型接收机也可以广泛的应用于如:通信、电力、交通运输、港口管理、水力监控、海洋作业,海上缉私和抢险救灾等民用部门和行业中。
2 主要使用性能
2.1 授时设备组成和功能
2.1.1 授时设备的组成
授时接收机系统由接收天线、射频处理单元、BD信息处理单元、授时信息融合处理单元、I/O接口单元、显示控制单元、电源模块等组成
天线接收BD系统的卫星信号,并将射频信号前置放大后传送给射频处理单元。
射频处理单元将该信号进行放大、下变频、滤波等处理,送到BD信息处理单元。
BD信息处理单元完成BD系统时间信息的提取。
授时信息融合处理单元进行信息融合处理,并产生统一的时间信息。
由I/O接口单元输出1pps和RS-232信号,显示控制单元完成必要的信息显示和键盘输入及其它人机界面功能。
2.1.2 授时设备的功能
授时接收机由接受北斗卫星信号,输出满足“NMEA 0183,V2.0”接口要求的信号。
系统应具有的功能如下:
a. 独立接收BD卫星信号并依据输入的位置信息完成授时功能;
b. 系统留有与GPS的接口,当无法得到预置的地理位置数据的时候,可以通过GPS定位,利用定位信息完成北斗的授时功能;
c. 系统能够按照“NMEA 0183,V2.0”的接口格式输出时间等信息;
d. 根据发展需要,可适当更改设计以便和其它系统配套。
2.2 授时设备主要使用性能
2.2.1 BD接收系统授时精度
a. 注入WGS-84坐标系精确位置数据(各坐标分量精度优于100m):优于 100ns;
b. 采用全国分区位置数据(分区数少于10个):优于 2ms。
2.2.2 电源
a. DC: 27V±10%
b. AC: 220V±10%/50Hz、220V±10%/400Hz
2.2.3 结构尺寸
不大于172′130′100mm
2.2.4 重量
a.主机:不大于 4.0kg
b.天线:不大于 1.0kg
2.2.5 工作温度
-40℃----+60℃
2.2.6 储存温度
-55℃----+70℃
2.2.7 数据接口
a.提供RS-232、RS-485接口,通信协议采用“NMEA 0813,V2.0”接口标准语句。
b.系统具有1PPS信号输出接口,RS_232输出信号的第一个脉冲前沿相对于1PPS脉冲前沿误差不大于0.2ms
2.2.8 功能特点
a. 具有电源控制和保护功能;
b. 具有告警输出功能;
c. 提供LED显示功能;
d. IF天线支持多至300米的连接,无需放大器;
e. 具有位置输入操作选项(位置或分区位置),位置分区键小于10个键;
f. 具有BD系统接收信号状态指示;
g. BD 开机授时信号输出时间小于3 min;
h. BD 重捕获时间小于3 s。