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gps同步时钟在航天210所的成功案例2019年初，中国航天科工集团第二研究院二一〇研究所在与我公司进行多次交谈后，确认gps同步时钟的基本功能后，根据其要求做出满足使用的gps同步时钟。
在经过各种严格的测试环境后，仍然未出一次故障，210所对此很满意，已将我公司纳为时间频率行业唯一合格供应商。
一、gps同步时钟工作原理gps同步时钟是对现代高科技自动化系统中的计算机及控制装置等进行校时的高科技产品。
NTP协议用于把计算机或者其他的网络设备的时间同步到标准的UTC时间。
网络时钟服务器从GPS卫星上获取到UTC时间信号，并将这些标准的时间信息经过内部高科技处理后通过网口传输给网络系统中需要标准时间信息的设备，这样就可以实现整个系统内的时间同步。
世界上大多数国家采用的标准时间标度是基于地球自转的世界协调时和基于地球公转的公历，UTC时间可以通过多种途径传播。
GPS 卫星导航系统在每颗卫星上都安装有精密的原子钟，并由监测站经常进行校准。
卫星发送时间信息的同时也发送精确的时间信息。
GPS接收机接收此信息。
目前自动化系统采用的时间标准就是UTC时间。
二、有源同步和无源同步任何时间应用系统都应该具有维持时间增长和，该应用系统的用户获取时间的事实上已经成为世界上大多数时间应用系统的基本唯一途径就是访问系统的时间保持体系该时间保时间标准，所以研究持体系就是应用系统的内部时间基准很显然，用户计算机网络的时间同步必须研究有源同步，即必须引访问系统时间保持体系的过程就是用户将自己的时入GPS的时间信号才显得有绝对的意义，在这里，我钟与内部时间基准同步的过程。
由于该系统的内部们将计算机网络中能够起到维持时间增长、保持时间时间基准与外部时间没有关联，同步过程仅限于内稳定的体系称之为时间服务器部。
所以，我们可称之为无源同步或相对同步。
世界协调时与国际原子时保持一致，由于TAI是国际时间管理局将分布在世界25个国家的10多个原子时标经过加权平均以后得到的时间，并且，世界所有官方的标准时间系统都遵从UTC的跳秒。
HJ5436m 广播电视同步时钟模块HJ5436M是我公司精心设计、自行研制开发的一款高性能GPS同步时钟模块,内置恒温高稳晶振OCXO 和高精度授时型GPS接收机,采用大规模集成电路和泰福特专利GPS频率测控技术，产生并发送精确稳定的时间（1PPS）和频率信号（10MHz频率输出准确度<1E-12），广泛应用于DVB（数字视频广播）、DAB （数字音频广播）、DMB-TH等领域，为数字电视广播领域单频网适配器、上变频器、发射机、复用器、精密偏置激励器等设备提供高精度的时间和频率参考信号。
HJ5436M的1pps时间信息是GPS驯服晶振输出10MHz信号经过10,000,000次分频后得到1pps信号，是UTC时间基准的“复现”，同时正弦波信号相位严格同步于时钟频率信号，不受GPS秒脉冲短时间随机跳变带来的影响，这种特性特别适合于DVB（数字视频广播）、DAB（数字广播）、CDMA等领域。
HJ5436M具有智能学习算法，在驯服晶振过程中能够不断“学习”高稳晶振的漂移等特性，并将这些参数存入板载存储器中，当GPS出现异常或不可用时，HJ5436能够自动切换到保持模式（Hold-over mode），利用高效的智能保持算法，继续提供高可靠性的时间和频率基准信息输出，在短时间内保持较高的精度。
特点•1pps信号与10MHz信号相位一致•高效的智能保持算法•高准确度，24小时平均值优于1E-12•高性能工业级元器件，稳定可靠，MTBF>80000小时技术指标：5路，MCX/SMA/BNC任选输出信号10MHz标准正弦波，幅度≥10dBm，50Ω<1E-12（GPS锁定，24小时平均值）准确度<5E-10（GPS断开，保持24小时后）100ms <5E-11稳定度1s <5E-12 10s <1E-114路，MCX/SMA/BNC 任选，TTL 电平，50Ω 授时精度 50ns （1б）1us (GPS 断开4小时)1PPS保持精度20us （GPS 断开24小时）1路，RS232，NMEA0183，9600-N-8-1监控接口GPS 状态，系统信息选配 10MHz 、E1、B 码、422/485、PPS 、NTP 等 指示灯接口电源、GPS 、1PPS 、锁定显示接口液晶屏接口显示年月日时分秒和GPS 工作状态 12并行通道GPS 接收机接收L1,C/A 码信号-1575.42MHzGPS 接收机 BNC 接口OCXO 老化率5E-10尺寸240 X 120X 16 mm重量<260g电源12V DC 工作温度 -10℃～+50℃ 存贮温度 -25℃～+85℃ 湿度 95％无冷凝物理及环境参数功耗启动<20W工作<15WOEM板1块高灵敏度授时天线1个30米电缆1根标准配置安装支架1套中文说明书1本20X2液晶屏1块指示灯电路板1块Opt B IRIG-B码输出Opt BD 北斗时钟源输入Opt E 电信E1信号输出Opt F DCF77码输出选件Opt N NTP模块输出Opt R 内置铷原子钟守时避雷器、加长天线电缆可按客户需求定制，输出485、422等信息；供电方式可选48V、24V、12V等。
基于北斗授时的时钟驯服系统设计刘铁强;霍婧【摘要】针对用时设备对时频信号精度越来越高的需求,设计了一种基于北斗授时的时钟驯服系统.利用北斗授时秒脉冲(1 pps)长期稳定性高的特点,结合恒温晶振(OCXO)优良的短期稳特性,使用时间数字转换器(TDC)测量OCXO与北斗授时1 pps时差信息,并对时差结果进行数字滤波处理,根据时差结果对OCXO进行实时控制,获得高精度的时间频率信号以满足用时设备的需求.测试结果表明,驯服后的OCXO频率准确度优于1×10-12天,授时精度优于30 ns.【期刊名称】《无线电工程》【年(卷),期】2018(048)007【总页数】4页(P569-572)【关键词】北斗授时;时钟驯服;时间数字转换器;恒温晶振【作者】刘铁强;霍婧【作者单位】中国电子科技集团公司第五十四研究所, 河北石家庄 050081;卫星导航系统与装备技术国家重点实验室, 河北石家庄 050081;中国电子科技集团公司第五十四研究所, 河北石家庄 050081【正文语种】中文【中图分类】TN2530 引言时间是物理学中7个基本物理量之一，与人们的日常生活、科技发展密切相关。
在测控与通信系统中，随着技术探索的进步，对时间频率基准源的精度要求越来越高。
高精度的频率源(如氢原子钟、铯原子钟和铷原子钟)能够为测控与通信系统提供高精度的时间频率基准，但价格高，难以普及使用[1]。
常用的OCXO等二级频标价格低廉，体积较小，但受晶体老化和温度等因素的影响，其输出频率漂移率较大，约为5×10-8/月，长期稳定度较差，很难满足测控与通信系统需求[2]。
随着我国北斗卫星导航系统的发展[3]，北斗授时在军民各领域中得到了广泛应用，本文利用北斗授时的特点对本地OCXO进行驯服，能够有效解决OCXO由于老化以及长期稳定性差带来频率漂移等问题。
利用北斗授时校准本地OCXO，需要测量北斗授时1 pps信号与OCXO分频产生1 pps信号的时间差，通过时间差计算频率偏差，再根据频率偏差改变OCXO的压控电压实现对OCXO的校准。
• 82•基于GPS驯服晶振的高精度频差测量西南民族大学电气信息工程学院 甘 桂 彭良福 吴万强在5G移动通信系统中，为了实现高精度和高稳定度的时钟源，在时钟驯服方案中通过FPGA实现低频粗计数与高频细计数来测量本地晶振与GPS信号的频差，为后续送入PID控制模块提供了良好的输入。
仿真结果表明，用50MHz晶振倍频到的100MHz测量细计数，可以达到10ns 的精度。
在实际应用中，可以倍频到更高频率进行误差项的细测量。
引言：在移动通信发展的5G 时代，通信网络对时钟频率的稳定性和精确度要求越来越高，与参考时间源的误差需要控制在±1.5µs 之内。
GPS 是当今授时精度最高、应用最为广泛的全球定位系统。
基于GPS 接收机的各种同步授时装置已广泛应用于通信、电力、金融和航天等领域。
时钟驯服指的是利用卫星授时标准信号校准锁定高稳定的本地晶振。
晶振驯服可选用不同的方法，以GPS 卫星授时时间驯服晶振优势明显，这种方法结合了卫星授时的长期稳定性和晶振的短期稳定性，具有很好的应用前景。
1.驯服原理GPS 信号有非常好的长期稳定性，但它的短期稳定性比较差。
用高精度的GPS 信号和本地高稳定的时钟结合在一起，使用GPS 驯服本地晶振，可以明显改善本地时钟输出的稳定性。
时钟驯服的基本原理是通过GPS 授时接收机接收到1pps 频率的信号和本地振荡器的信号进行频率测量、对比算出频差。
把得到的频差送到滤波器滤除噪声，然后进入PID 控制模块通过分频电路或电压控制调节其频率，最后使本地晶振的频率与接收到GPS 信号的频率一致，达到驯服本地晶振的目的。
对GPS 接收机接收的数据进行处理，测出频差的过程在这个系统中占着十分重要的地位，其测量精度直接决定了时钟驯服的精度上限。
2.测频系统实现在测量一个信号频率的时候，在时间已知的情况下，测量脉冲的个数，就可以计算出这个信号的频率。
图1 直接计数法2.1 直接计数法原理测量一段时间间隔内时钟脉冲的个数最常用的方法是直接计数法。
一种适用于GPS信号异常情况的高精度主时钟设计方法文超;钟俊【摘要】合并单元采样同步是智能变电站正常工作的前提.GPS信号正常时利用最小二乘法建立晶振的误差估计模型,GPS信号异常时利用晶振产生秒脉冲,并用已建立的晶振误差估计模型对这些秒脉冲进行误差补偿后用以作为各合并单元的同步时钟,提出了一种利用GPS信号接收机和晶振共同组成主时钟的设计方法.该方法综合考虑了晶振已有的频率偏差和在GPS信号异常期间由于晶振老化所带来的误差,估计并补偿了GPS信号异常时晶振秒脉冲的误差.仿真结果表明该方法能有效消除晶振累积误差,所产生秒脉冲的误差在前10 min内不超过50 ns,满足系统对时钟的精度要求.【期刊名称】《电力系统保护与控制》【年(卷),期】2016(044)003【总页数】6页(P103-108)【关键词】GPS;合并单元;时钟精度;最小二乘法;误差补偿【作者】文超;钟俊【作者单位】四川大学电气信息学院,四川成都610065;四川大学电气信息学院,四川成都610065【正文语种】中文智能变电站是智能电网的重要组成部分。
IEC 61850标准将智能变电站分为三层：过程层、间隔层和站控层。
跟传统变电站相比，智能变电站增加了合并单元、智能终端等模块[1]。
作为智能变电站的核心器件之一，合并单元是将一次系统的模拟量就地数字化的重要设备[2-3]，是电子式互感器与间隔层设备的接口[4-5]，间隔层的保护和测量IED所需的采样数据几乎都来自于过程层的合并单元[6]，合并单元将采样数据同步处理后通过以太网传送给保护和测量IED[7]。
许多保护和测量算法都要求各路采样值是同一时刻的[8]。
保证采样数据的同步，是保护和测量IED等设备正常工作的基础。
在实际应用中，一般通过时间同步法或插值法来实现采样数据的同步[8-9]。
对于插值法，当出现高次谐波或采样频率过低时，插值误差会迅速增大，无法满足保护和测量IED对数据精度的要求，同时还会出现频谱泄漏问题[9-10]。
gps时钟驯服晶振在南京大学成功案例
2017年10月初，西安同步电子科技有限公司自主研发生产的gps 时钟驯服晶振在南京大学投入使用，这套驯服晶振已稳定运行数月，已将我公司纳为合格供应商。
一、时钟驯服晶振简介
时钟驯服的基本原理是利用卫星授时接收机提供的固定频率信号,与本地振荡器产生的振荡信号进行比对,获得频率差；再通过对本地振荡器的调节，使振荡频率与卫星的振荡频率基本一致，在频率调整过程中,还需要对本地振荡器的相位进行补偿,使本地振荡器输出的分频秒信号与接收机输出的秒信号差值在一定范围内.卫星授时接收机由于信号传输距离长，易受干扰等特点，其输出的1pps 具有一定的抖动，秒信号包含多种误差成分，如：卫星时钟误差：星历误差：电离层的附加延时误差：对流层的附加延时误差：多路径误差：接收机本身的误差。
采用GPS授时接收机对高稳晶振进行升级改造，研制高精度时间间隔计数器电路，测量GPS平均秒和高稳晶振分频秒之间的时差，采用驯服算法计算晶振的实时准确度，并通过电子频率控制的方式反馈调整高稳晶振的频率信号，从而提高频率信号的准确性和稳定性。
二、GPS驯服晶振
利用高精度的时间间隔测量方法测得GPS信号和本地秒信号的相位差，并经计算机处理后转换成频率差，然后通过高稳晶振的压控调谐对高稳晶振输出频率进行调整,由锁相环回路进行控制使高稳
晶振锁定到GPS时钟的准确度,从而完成对高稳晶振的驯服校频过程。
对输入本地频标和GPS秒脉冲信号的鉴相,通过高精度时间间隔测量,测量出两信号的相位差,并将转换为电压值。
然后通过压控OCXO端口对高稳晶振进行压控调整,通过锁相环使本地频标锁定到GPS时钟上。
影响误差分析
其中主要影响是GPS引入误差。
又可分为以下几方面的误差：
1.1与GPS卫星相关的误差
1.1卫星星历误差
卫星星历误差是指卫星星历给出的卫星空间位置和卫星实际位置间的偏差，由于卫星空间位置是由地面监控系统根据卫星测轨结果计算求得的，所以又称为卫星轨道误差。
它是一种起始数据误差，其大小取决于卫星跟踪站的数量及空间分布、观测值的数量及精度、轨道计算时所用的轨道模型及定轨软件的完善程度等。
它是GPS测量的重要误差来源。
1.2卫星钟差
GPS卫星钟时间与标准时间之间的误差。
主要起因于钟漂移、漂移预测偏差、卫星信号通道延迟及地面控制部分的检测与校正偏差等的综合结果。
1.3卫星信号发射天线相位中心误差
1.4相对论效应的影响
卫星钟和接收机所处的状态（运动速度和重力位）不同引起的卫星钟和接收机钟之间的相对误差。
2.与传播路径相关的误差
2.1电离层折射
当GPS信号通过电离层时，电离层中大量的自由电子和正离子使其传播路径发生改变，影响GPS信号的传输速度和时间。
2.2中性层折射
由于对流层和平流层不同的物理特性，GPS信号在穿过其中时也会发生传播路径的改变，从而使测量距离产生偏差。
3多路径效应
测量站周围的反射物所反射的卫星信号（反射波）进入接收机天线将和直接来自卫星的信号（直接波）产生干涉，从而使观测值偏离，产生所谓的“多路径误差”。
当接收机天线除接收到卫星发射的信号外，还收到天线周围地物一次或多次反射的卫星信号时，两种卫星信号叠加，将会引起测量参考点位置的变化，从而使观测产生误差。
这种误差随天线周围反射面的性质而异，难以控制。
目前一般通过选择合理的天线位置避免多路径效应的影响。
3.1与接收设备有关的误差
3.1.1接收机钟差
GPS接收机一般采用高精度的石英钟，接收机的钟面时与GPS标准时之间的差异称为接收机钟差。
3.1.2接收机的位置误差
接收机天线相位中心对测量站标石中心位置的误差叫接收机的位置误差。
3.1.3接收机天线相位中心偏差
gps驯服时钟产品
SYN3102A型低相噪铷原子钟频率标准采用小尺寸封装，直流供电，只需要6分钟即可以快速锁定，采用先进的滤波技术实现较高的二三次谐波抑制，去除各种环境影响实现超低的相位噪声和优秀的杂波抑制，具有简单的数字频率调节功能，只需要通过串口发送指令即可以实现精密准确度调节，锁定指示灯更是方便用户判断铷钟工作状态。
最重要的一项功能就是实现高精度驯服功能，只需要外部输入1PPS信号即可以实现高精度驯服功能，当断开外部参考时具有超高的保持能力，
产品功能
1)提供1路超低相噪的10MHz正弦信号；
2)可通过串口数字调节频率准确度；
3)1PPS输入输出同步驯服功能；
gps驯服晶振意义
对于GPS接收机，其产生的接收机1PPS由内置普通晶振产生。
晶振独立产生秒脉冲（以下称本秒），本秒的相位会随其老化特性而逐渐漂移。
而接收机内部，存在一个反馈，通过每秒或者更高的速率将本秒与GPS卫星CA码进行实时比对，计算本地秒与GPS秒的相位差，并利用接收机内部NCO或DDS进行相位调整。
最终输出的接收机1PPS 即利用调整后的10M（接收机内部实际频率不一定为10M，但原理一致）产生。
由于存在相位调整，故接收机1PPS的长期相位特性与内置普通晶振的长期漂移特性不再相关，取而代之与GPS卫星时间直接相关，因此，可利用其长期稳定的特性对晶振进行驯服。
结束语
利用GPS信号完成对高稳晶振的锁定，解决了准确度降低和长期稳定性能差的问题，输出高精度的频率基准和时间同步信号，为各项任务提供更准确、可靠、精度更高的时间频率信号。
